Voyagers 1 and 2 in a Shrunken and Squashed Heliosphere
我们已经扩展了我们早期对日光层终止冲击(HTS)距离的计算-涵盖了从1977年到2005年的V1和V2发射期间-从2006年到2011年。在后一个时期,太阳风速度、冲压压力和磁场下降到近代历史上的最低水平,与2008-2009年太阳黑子最小值有关。高温超导体的距离也相应地减小了,因此,2004年底高温超导体在94天文单位处穿过的V1,现在预计将在2011年初到达高温超导体的距离约为80天文单位,此时高温超导体的距离预计将达到最小值。类似地,2007年中期在84 AU处被HTS穿过的V2将在2011年初到达HTS,距离只有74 AU。2011年初,这些距离比V1和V2最初到达HTS的距离小约15%。到太阳顶的距离(HP)更不确定,但最近的计算将其平衡距离定位在HTS距离的1.4-1.6倍之间。如果再给HP一年时间来达到相对于HTS的平衡最小距离,则意味着假设该距离保持比HTS距离大的恒定分数,HP距离将在2012年初V1时达到其最小距离(1.4-1.6)x 80 AU = 112-128 AU。此时,V1将在~120 AU的距离处,因此,V1有可能在2012.0 \pm 1年时穿过HP并进入星际空间。如果在这段时间内没有发生穿越,那么V1不太可能在2016年之前到达这个定义边界,因为预计HTS和HP会向它们更正常的距离85-96和~120 - 140 AU的方向运动,与新的太阳黑子周…
2011-01-18 astro-ph.SR
What's So Peculiar About the Cycle 23/24 Solar Minimum?
传统上,太阳物理学家在太阳极小期附近变得焦虑,因为他们等待新周期的高纬度太阳黑子群。现在,我们正处于一个扩展的太阳黑子极小期,其条件在最近的记忆中从未见过,对太阳黑子周期的兴趣再次增加。在本文中,我将描述当前太阳活动极小期的一些特征,包括其深度大、持续时间长、极磁场弱以及开放通量少。通量输运模拟表明,这些特征是太阳大尺度纬向环流随时间变化的结果。
2010-05-20 astro-ph.SR
Magnetic Connectivity in the Time-Dependent Corona and Heliosphere
Predictive Science Inc.(预测科学公司);University of Reading(雷丁大学)
研究日冕与日球层的磁连通性变化,通过两种时间依赖的MHD模型分析太阳最小值配置和2024年日全食场景,探讨磁连通性与太阳风中strahl电子特性之间的关系。
2026-04-10 astro-ph.SR
The Peculiar Behavior of Halo Coronal Mass Ejections in Solar Cycle 24
我们报告了一个显著的发现,第24周的晕日冕物质抛射(CME)比第23周更丰富,尽管第24周的太阳黑子数量下降了约40%。我们还发现,在第24周,日冕-CME源位置的分布与第23周不同:日冕的经度分布更加平坦,起源于中央子午线距离≥ 60 °的日冕数量是第23周的两倍。另一方面,平均速率和相关的软X射线耀斑的大小是相同的,在两个周期中,这表明CME被喷射到的环境介质是显着不同的。我们认为,晕日冕物质抛射的丰度较高和中央子午线经度较大都可以解释为第24周日光层总压降低的结果(Gopalswamy等人,2014年)。总压力的降低使得日冕物质抛射比通常情况下膨胀得更多,使它们看起来像晕。
2015-04-08 astro-ph.SR
Modeling of Heliospheric Modulation of Cosmic-ray Positrons in a Very Quiet Heliosphere
在第23/24太阳活动周之间的最后一次太阳活动极小期,日光层调制条件异常平静。幸运的是,PAMELA空间实验测量了2006年7月至2009年12月期间的六个月平均银河系正电子光谱,能量范围为80 MeV至30 GeV,这对太阳调制很重要。2009年7月至12月期间,在地球上观测到最高水平的银河系正电子。一个完善的,全面的三维(3D)数值模型被应用于研究所观察到的正电子谱的调制。这个模型以前曾被用来理解银河系质子和电子的调制,PAMELA也在同一时期测量了这些质子和电子。首先,利用著名的GALPROP程序和PAMELA观测结果,构造了一个新的非常局域的正电子星际能谱。3D模型用于区分负责银河系正电子的日光层调制的主导机制,并了解粒子漂移在这个不寻常的最小值期间的影响,特别是被认为是扩散主导的,即使粒子漂移仍然在调制正电子中起着重要作用。最后,在A>0极性极小值期间,与2006-2009年类似的日光层条件下,银河系正电子的预期强度预计将高于PAMELA在2006-2009年异常极小值期间观测到的强度。
2018-11-16 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Thinning of the Sun's magnetic layer: the peculiar solar minimum could have been predicted
太阳磁场活动周期导致太阳在与人类寿命相关的时间尺度上发生变化。在当前太阳活动周期(第24周期)之前的太阳活动最低点比最近的任何其他最低点都更深,更安静。使用伯明翰太阳振荡网络(BiSON)的数据,我们表明,在前一个周期(周期23)的下降阶段的太阳次表层的结构是非常不同的,在周期22。这使我们相信,对数据的详细检查将导致预测第24周期的最小值将是不寻常的。振荡频率的行为使我们能够推断,在周期23中影响振荡频率的太阳变化主要局限于大约0.996Rsun以上的层,深度浅于大约3000 km。另一方面,在周期22中,变化也一定发生在更深层。
2012-08-27 astro-ph.SR
Three Cycles of the Solar Toroidal Magnetic Field and This Peculiar Minimum
利用34年的WSO(Wilcox Solar Observatory)和13年的SOHO/MDI(Michelson Doppler Imager on the Solar and Heliospheric Observatory)磁图,测量了光球磁场的东西向倾角。这一分析表明,全球磁场的大规模环向分量是反对称的赤道周围,并反转方向与通量从一个太阳周期相比,下一个区域。环向场揭示了第24周期在高纬度地区的第一个早期迹象,特别是在北半球,早在2003年WSO数据和2004年MDI数据中就出现了。与之前的周期一样,该特征逐渐向赤道移动。周期重叠,与每个周期相关的模式持续约17年。尽管当前太阳活动极小期的极场明显低于前三个极小期,但环向场模式是相似的。
2010-03-21 astro-ph.SR
How peculiar was the recent extended minimum - A hint towards double minima
在本文中,我们解决的争议,最近延长太阳能最低日震低,中度模式频率:从不同的仪器研究确定不同时期的地震极小。在这里,我们使用的模式频率从一个网络的六个相同的仪器,全球振荡网络组,连续收集数据超过15年,调查的时代,太阳振荡频率的最低开始之前的太阳周期24。我们包括在0 - 120的$\ell$范围和2.0 - 3.5 mHz的频率范围内的低度和中度模式。在这个分析中,我们证明了振荡频率确实有两个最小值,这取决于模式的程度,或者更准确地说,传播波的较低的转折点半径。我们还分析了频率作为纬度的函数,以确定太阳活动周期24的开始。我们在高纬度地区观察到两个极小值,在中/低纬度地区观察到一个极小值。这种情况与第23个周期相反,在第23个周期中,地震最小值的时期不随纬度或深度而变化。我们的研究结果还暗示了遗迹磁场在修改更深层采样模式的振荡频率方面可能发挥的作用。
2011-06-30 astro-ph.SR
A peculiar interacting Be star binary in the Small Magellanic Cloud
我们发现,OGLEJ005039.05-725751.4,星系团OGLE-CL SMC 64的成员,具有独特的光变曲线图案重复的重现时间为141.45天。光变曲线类似于占空比为20%的周期性爆发。在光度数据集中还检测到第二个2500天的长周期。两个X-SHOOTER光谱获得的最低和最高揭示了Be星主导的最低光类似的经典Be星48自由。较大的H $α$发射、较强的NaD吸收和最大红外Ca II三重态发射的出现可能表明复杂二元体系中的周期性传质。
2018-07-02 astro-ph.SR
Interstellar Neutral Gas Species And Their Pickup Ions Inside The Heliospheric Termination Shock. The Large-scale Structures
我们研究的星际中性(ISN)气体密度和拾取离子(PUI)密度的氢,氦,氖,和氧在日光层的日心距离内1 AU的太阳风终止冲击(TS),无论是在黄道平面内外的分布。我们讨论的相似性和差异的大尺度结构的ISN气体和PUI形成在日光层之间的各种物种。本文讨论了太阳活动周期的两个极端阶段,即太阳活动极小期和太阳活动极大期的ISN气体密度和PUI密度的分布。我们确定的位置的ISN气体密度腔的各种物种。我们研究了Ne/O、H/He、Ne/He和O/He的相对丰度比对ISN气体和PUI密度的影响及其在日球层中随位置的变化。我们还讨论了沿TS的ISN气体和PUI的相对丰度比的调制。我们的结论是,检测的He $^+$和Ne $^+$ PUI的最佳位置是在下风半球1~au,而对于H $^+$和O $^+$ PUI的最佳位置是从木星到冥王星的距离。
2019-07-01 astro-ph.SR
Seven Years of Imaging the Global Heliosphere with IBEX
星际边界探测器(IBEX)已经在太空运行了7年,并返回了几乎连续的观测结果,这些观测结果导致了科学发现,并重塑了我们对外部日光层及其与本地星际介质相互作用的整个理解。在这里,我们扩展了先前的工作,首次添加了2014-2015年的数据,并检查,验证,初步分析,并提供了一套完整的7年高能中性原子(ENA)观测数据,从~0.1到6 keV。这里提供的数据、地图和文档代表了IBEX数据的第10次主要发布,包括对各种先前更正的改进,为当前版本的IBEX数据提供可引用的参考。我们现在能够研究超过半个太阳周期的外日光层和星际相互作用的时间变化。我们发现,丝带的演变与全球分布通量(GDF)不同,由于太阳风输出平坦化和恢复,从GDF的ENA的平稳和部分恢复。带状物现在也失去了它的纬度顺序,这反映了太阳最小太阳风条件的崩溃,并表现出比周围GDF更大的时间延迟。总之,IBEX观测强烈支持带状物的二级ENA来源,我们建议将其作为带状物未来的名义解释。
2017-04-20 astro-ph.SR physics.space-ph
Peculiarities of the Solar-Wind/Magnetosphere Coupling in the Era of Solar Grand Minimum
本研究利用1976-2019年OMNI数据库数据,分析第21-24太阳活动周太阳风及相关参数变化,发现太阳活动极小期时代CIR引发磁暴占比上升,且太阳风参数降低可能改变太阳风与磁层的相互作用性质。
2022-05-15 astro-ph.SR physics.space-ph
Galactic Cosmic-Ray Propagation in the Inner Heliosphere: Improved Force-Field Model
太阳物理学的一个关键目标是了解宇宙射线如何在太阳系复杂的动态环境中传播。一个可观察到的是太阳调制,即,宇宙射线的通量和光谱在向内传播时如何变化。我们建立了一个改进的力场模型,利用帕克太阳探测器的磁功率谱密度的新测量预测太阳调制在地球轨道。我们发现,地球和太阳之间的宇宙射线调制是适度的,至少在太阳活动极小期和黄道面。我们的结果同意更好地与有限的数据宇宙射线径向梯度在地球轨道上比过去的治疗力场模型。我们的预测可以用帕克太阳探测器和太阳轨道飞行器即将在日光层内部进行的直接宇宙射线测量来检验。它们对于解释由于宇宙射线与太阳物质和光子的散射而从太阳发射的伽马射线也很重要。
2022-09-21 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
On the 27-day Variations of Cosmic Ray Intensity in Recent Solar Minimum 23/24
我们已经研究了27天的变化及其谐波的银河宇宙线(GCR)的强度,太阳风的速度,行星际磁场(IMF)的组成部分,在最近延长太阳极小23 - 24。与太阳自转有关的这些参数的准周期随时间的演化表明,它们的会合周期是稳定的,大约为26-27天。这意味着考虑到太阳的自转差异,太阳风速度和IMF的变化与赤道附近的太阳有关。然而,在地球轨道附近观测到的太阳风参数仅提供了日光层赤道区域有限局部附近(纬度范围内)的条件。我们还证明了与太阳自转有关的GCR强度的观测周期在2009年增加到约33-36天。这意味着驱动GCR强度27天变化的过程不仅发生在赤道区域的有限局部环境中,而且发生在日光层的全球3-D空间中,也覆盖了更高的纬度区域。在2009年发现的一个相对较长的周期(大约34天),在GCR强度提供了可能的证据,由于活动区在高纬度和旋转缓慢,因为太阳的差异旋转的24周的开始。我们还讨论了差异旋转对GCR强度27天变化理论模型的影响。
2015-04-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar wind energy flux observations in the inner heliosphere: First results from Parker Solar Probe
本文利用帕克太阳探测器(PSP)在最小日心距离为27.8太阳半径($R_\odot{}$)的情况下,分别对遭遇一(E01)、二(E02)、四(E04)和五(E05)的近日点进行了12天的观测,研究了内日球层中的太阳风能量通量。基于通过RFS/FIELDS测量的等离子体准热噪声(QTN)谱的简化分析获得的电子参数(密度$n_e$、核心电子温度$T_{c}$和超热电子温度$T_{h}$)和通过PSP、SPC/SWEAP上的法拉第杯测量的体质子参数(体速度$V_p$和温度$T_p$),计算能量通量。结合E01、E02、E04和E05的观测,平均能通量值归一化为1 $R_\odot{}$加上克服太阳引力所需的能量($W_{R_\odot{}}$)约为70 $\pm$ 14 $W m^{-2}$,与平均值相似(79 $\pm$ 18 $W m^{-2}$)由Le Chat等人根据Helios、Head和Wind在不同距离和太阳纬度上的24年观测结果得出。值得注意的是,$W_{R_\odot{}}$的分布几乎是对称的,并且很好地拟合高斯分布,比1 AU处的分布更好,这可能意味着较小的日心距离限制了与瞬态等离子体结构的相互作用。
2021-01-08 astro-ph.SR physics.space-ph
Numerical modeling of cosmic rays in the heliosphere: Analysis of proton data from AMS-02 and PAMELA
日球层内的银河宇宙射线(CR)受到太阳调制的影响。为了研究这一现象及其潜在的物理机制,我们进行了数据驱动的分析CR质子通量的时间依赖性在太阳周期。调制效应是通过对日光层中宇宙粒子的随机模拟来模拟的。该模型使用AMS-02和PAMELA实验从2006年到2017年每月测量的CR质子进行约束。通过对这些数据的全局统计分析,我们确定了控制CR扩散的关键模型参数,它对粒子刚度的依赖,以及它在太阳周期中的演变。我们的结果跨越了太阳极小期、太阳极大期,以及磁场反转和极性相反的时期。随着CR输运参数的演变,我们研究了它们与太阳活动代理和行星际参数的关系。我们发现,CR扩散的平行平均自由程的刚性依赖性表现出显着的时间依赖性,表明在太阳周期的不同制度之间的交换行星际湍流的长期变化。扩散参数的演变显示出延迟与太阳活动代理的相关性,反映了日光层等离子体的动态,和不同的依赖性相反的磁极性状态,反映了电荷符号依赖漂移的影响,在CR调制。
2021-05-27 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Modulation of cosmic ray anti-protons in the heliosphere: simulations for a solar cycle
本文利用3D数值模型模拟2006至2019年日光层中宇宙线质子和反质子的调制,揭示电荷符号依赖效应,并预测质子与反质子之比随刚度的变化。
2023-03-23 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Impact of the solar activity on the propagation of ICMEs: Simulations of hydro, magnetic and median ICMEs at minimum and maximum of activity
本研究利用EUHFORIA模型模拟了中等ICME在太阳活动极小期和极大期的传播差异,发现极大期ICME到达更早,但极小期ICME地有效性更强且受螺旋度符号显著影响。
2023-06-27 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar cycle changes of large-scale solar wind structure
本文给出了1985 - 2009年内日球层太阳风密度湍流大尺度演化的结果。在离太阳一定距离的地方,密度湍流在太阳活动周期的最大相位附近达到最大值,在最小相位附近降低到约70%。然而,在目前的太阳活动最低点,湍流水平逐渐下降,从2005年开始,到目前的水平约为30%。这些结果表明,太阳风的来源在全球范围内发生了变化,其重要意义在于,在目前活动水平较低的情况下,太阳向行星际空间提供的质量和能量已大大减少。
2011-04-01 astro-ph.SR
Understanding Grand Minima in Solar Activity: Confronting Observations with Dynamo Simulations
本文总结了近期关于太阳活动极小期的研究,探讨了其成因、内部过程及恢复机制,并指出了需要进一步调查的理论与实践挑战。
2024-09-15 astro-ph.SR
The extended minimum of solar cycle 23 as seen by radial velocity (GOLF, GONG) and intensity (VIRGO) helioseismic instruments
我们提出了一个分析的太阳振荡光谱的变化在太阳活动周23日及其扩展的最低。我们使用同时观测的低度太阳p模式收集的空间为基础的,太阳作为一个明星高尔夫(径向速度)和处女座(强度)仪器,并由地面为基础的,多站点网络贡。我们特别调查的p-模式的本征频率的响应观察到的奇特的深太阳表面活动的最低点的2007-2009年相比,前一个太阳周期23。我们研究了不同的时间变化的p-模式的频率与个人的角度。
2010-04-16 astro-ph.SR
Forward modeling of coronal mass ejection flux ropes in the inner heliosphere with 3DCORE
预测太阳风暴的地磁效应,被称为日冕物质抛射(CME),目前严重限制了我们无法预测的磁场配置在CME磁芯和通过其三维结构的单个航天器轨迹的观测效果。日冕物质抛射的磁通量绳可以通过强而稳定的指向南方的磁场,导致对地球磁层能量输入的持续强迫。在这里,我们展示了一种新的方法来预测向南的领域Bz的CME通量绳的概念验证的方式。它结合了CME磁绳磁场(三维日冕磁绳抛射或3DCORE)与太阳观测和沿日地线的原位磁场数据的一种新的半经验模型。这些是信使号飞船在2013年7月9日至13日为CME事件提供的。3DCORE是第一个这样的模型,其中包含三维磁通绳磁场的行星际传播和演变、合成航天器的观测和地磁活动指数的预测。对比太阳观测和日冕观测,可以看出日冕中左旋爆发的CME通量绳有一个30度的逆时针旋转和20度的偏转角。计算出的Dst与观测到的Dst极小值及其时间演化相匹配,但结果对CME轴方向高度敏感。我们讨论的假设和限制的方法原型和它的潜力,实时空间天气预报和日光层数据解释。
2018-02-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Visualization of the challenges and limitations of the long-term sunspot number record
太阳活动周期周期性地改变太阳的磁场结构和辐射输出,大约每11年确定一次太阳对日光层的影响。除了这个主要的周期性之外,它还显示了长达一个世纪的变化(包括被称为大极小期的异常低太阳活动时期)。蒙德极小期(1645-1715年)作为太阳和其他恒星磁场活动最小的原型,引起了人们极大的兴趣,这表明太阳和陆地气候变化之间存在潜在的联系。最近对太阳黑子观测的重新分析对过去400年太阳活动的演变产生了矛盾的看法(稳定增加与恒定水平)。这激发了整个社区的共同努力,以了解蒙德极小期的深度和随后的太阳活动的长期演变。这个视角的目标是回顾最近的工作,使用历史数据来估计长期的太阳变化,并提供这些估计的用户,可能不知道他们的局限性的背景。我们提出了一个清晰的视觉指南,可以用来轻松地评估不同时期的观测覆盖范围,以及目前提出的太阳黑子群数量系列之间的分歧程度。
2022-03-22 astro-ph.SR
Modulation of galactic cosmic rays during the unusual solar minimum between cycles 23 and 24
在最近的太阳活动极小期(太阳活动极小期$P_{23/24}$)期间,在地球上测量到的银河宇宙射线(GCR)的强度是自太空时代以来有记录以来最高的。这是本文的目的,以解决最合理的机制,这种异常高的强度。利用一个基于Markov随机过程模拟的三维日光层GCR输运模型,研究了宇宙线调制与太阳风速度、日光层边界距离、地球行星际磁场大小、日光层电流片倾角、平行扩散系数和垂直扩散系数等输运参数的关系。利用观测得到的输运参数,计算了最近三个太阳极小期$P_{21/22}$、$P_{22/23}$和$P_{23/24}$在地球上的GCR质子能谱。除了弱IMF震级和慢SW速度,我们发现,一个可能的低磁湍流,这增加了平行扩散和减少垂直扩散在极方向上,可能是一个额外的可能机制的高GCR强度在太阳极小期$P_{23/24}$。
2014-03-25 astro-ph.SR physics.space-ph
Three-dimensional evolution of flux rope CMEs and its relation to the local orientation of the heliospheric current sheet
从太阳抛射出来的通量绳在其演化过程中会改变其几何方向,这直接影响其地球有效性。因此,了解日光层中的太阳荧光是如何演变的,以改进我们的空间天气预报工具是至关重要的。我们分析了15个日冕物质抛射(CME),具有清晰的FR签名,在太阳活动周期23的衰变和太阳活动周期24的上升观察。我们估计在原点使用极紫外线观测喷发后的拱廊和/或喷发的反射的FR的初始方向。然后,我们重建多视点日冕物质抛射观测的CME从2到30 Rs的三维几何表示的FR,以确定其几何参数。最后,我们通过MHD模拟的背景太阳风传播从~30 Rs到1 AU的FR,同时使用在1 AU的相关磁云的原位测量作为传播技术的约束。这些方法使我们能够估计从太阳到1 AU的FR方向。我们发现,虽然FRs偏转主要发生在30 Rs以下,但在30 Rs和1 AU之间发生了大量的偏转和旋转。我们比较FR的取向的本地的日光层电流片(HCS)的取向。我们发现,慢FR倾向于与内日球层中的慢太阳风流对齐。在太阳活动周期极小期,慢太阳风通道和HCS通常占据太阳赤道面附近的区域,这在过去导致研究人员假设FR与HCS对齐。我们的研究结果表明,排除从这个规则解释的相互作用与帕克螺旋背景磁场,占主导地位的磁相互作用与HCS在内日球层至少在太阳能最低条件。
2014-01-15 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Validation of the Alfvén Wave Solar atmosphere Model (AWSoM) with Observations from the Low Corona to 1 AU
我们在空间天气建模框架(SWMF)中对最新版本的阿尔文波太阳大气模型(AWSoM)进行了验证研究。要做到这一点,我们比较了模型的模拟结果与卡林顿旋转的一套全面的观测代表太阳的最低条件,从太阳日冕到日光层到地球。在低日冕($r < 1.25$ \Rs),我们比较与EUV图像从STEREO-A/EUVI和SDO/AIA和三维(3-D)断层重建的电子温度和密度的基础上,这些相同的数据。我们还比较了模型的电子密度从SOHO/LASCO观测($2.55 < r < 6.0$ \Rs)断层重建。在日光层,我们比较模型预测的太阳风速度与速度重建行星际闪烁(IPS)的观测。为了与地球附近的观测进行比较,我们使用OMNI数据。结果表明,改进后的AWSoM模型在定量上与内日冕和1AU的观测结果吻合较好。该模型现在再现了极地地区快速的太阳风速度。在地球附近,我们的模型与观测到的太阳风速度、质子温度和密度表现出很好的一致性。AWSoM提供了一个广泛的应用,以研究太阳日冕和更大的日光层,与当前和未来的太阳任务相一致,以及非常适合于空间天气预测。
2019-10-17 astro-ph.SR physics.space-ph
The State of the White-Light Corona over the Minimum and Ascending Phases of Solar Cycle 25 -- Comparison with Past Cycles
根据SOHO/LASCO-C2日冕仪的白光观测资料,利用日冕辐射的时间演化和日冕物质抛射(CME)的性质,研究了太阳活动周(SC)25的最低期和上升期日冕的状态。K日冕的积分辐射率和日冕物质抛射的发生率密切跟踪太阳活动的指数/代理,特别是辐射率的总磁场和日冕物质抛射的射电通量,都经历了一个陡峭的增长在SC 25的上升阶段。这一增长比根据SC 25和24之间的预测准相似性所预测的要陡得多,并被最近太阳黑子数量的演变所证实。在SC 24和SC 25的极小值期间,辐射达到相同的基准水平,但流光带的纬度范围不同,在后者的极小值期间更平坦,实际上更类似于SC 23的极小值。对SC 23和SC 24的下降分支进行相位调整,导致SC 24的持续时间为11.0年,与太阳黑子数所给出的时间相似。相比之下,在SC 25的最小值期间CME发生率的基础水平明显大于前两个最小值期间。南半球明显比北半球更活跃,这与一些预测和目前半球太阳黑子数量的演变相一致。日冕物质抛射的平均视宽度和晕日冕物质抛射的数量在SC 25的早期阶段保持在相对较大的恒定水平,这意味着日光层中弱总压的持续存在。这些结果以及日冕比预期更活跃的前景对于太阳轨道器和帕克太阳探测器即将进行的观测非常有希望。
2022-05-13 astro-ph.SR
Changes in quasi-periodic variations of solar photospheric fields: precursor to the deep solar minimum in the cycle 23?
利用小波分析和傅立叶分析,研究了过去100年中太阳最深的极小期之一形成过程中太阳光球场准周期性变化的变化。这一不寻常的深太阳极小期发生在太阳活动周期23和24之间。这项研究是利用1975.14至2009.86年期间的地面天气磁图进行的,涵盖了第21、22和23个太阳活动周期。一个半球的不对称的光球场的周期性被认为只有在纬度以上$\pm45{^{\circ}}$时,数据被分为两部分:一个是在1996年之前,另一个在1996年之后。此外,观察到半球不对称性仅限于纬度范围45 ${^{\circ}}$至60 ${^{\circ}}$。这可以归因于极地浪涌的变化,主要取决于表面磁通量的出现和变化的太阳表面流。观察到的不对称性与$\pm45{^{\circ}}$上方的太阳场和内日光层中的微湍流水平自90年代初至中期以来一直在下降的事实相结合(Janardhan等人,2011年)表明,在这个时候,太阳发电机发生了积极的变化,控制着太阳的基本过程。这些变化反过来可能引发了在周期23结束时非常深的太阳极小期的积累。在$\pm45{^{\circ}}$以上的磁场在一个太阳活动周期内的下降,意味着在过去两个连续的太阳活动周期\textit{viz.}周期22和23中产生了弱极磁场。如果这种下降趋势持续超过22年,将对我们目前对太阳发电机的理解产生严重影响。
2013-04-28 astro-ph.SR
Solar Cycle Variations in the Elemental Abundance of Helium and Fractionation of Iron in the Fast Solar Wind - Indicators of an Evolving Energetic Release of Mass from the Lower Solar Atmosphere
我们提出并讨论了强烈的对应关系,在较低的过渡区和现场测量的快速太阳风组成的排放长度尺度的演变在最近的太阳极小期。我们结合最近的分析表明,SOHO(和STEREO)的氦丰度(从风)和铁分馏的程度在太阳风(从ACE和STEREO)测量的(超颗粒)网络发射长度尺度的变化。正在形成的净图像是这样一幅图像:在快风中氦丰度和铁分馏程度的减少(接近光球层的预期值)表明,在最近的太阳极小期期间,将物质装载到快太阳风中的过程发生了重大变化。这一结果与使用NASA OMNI数据库对太空时代氦丰度的研究相结合,该数据库显示,在几个太阳周期的过程中,氦的缓慢衰减量被驱入日光层。
2011-09-07 astro-ph.SR
The Maunder minimum (1645--1715) was indeed a Grand minimum: A reassessment of multiple datasets
目的:尽管蒙德极小期(1645- 1715)被广泛认为是太阳活动极低的时期,但仍有人认为这一时期的太阳活动可能仍然温和,甚至高于当前的太阳活动周期#24。我们重新审视了所有现有的证据和数据集,包括直接和间接的,以评估蒙德极小期期间的太阳活动水平。研究方法:讨论了东亚地区太阳黑子的裸眼观测、望远镜观测、太阳黑子活动日数、太阳黑子位置的纬度范围、高纬度极光观测、宇宙成因放射性核素资料以及日食观测等。我们还考虑了太阳的特殊特征(太阳黑子位置的半球不对称性非常强,不寻常的差分旋转和缺乏K-日冕),这意味着在蒙德极小期太阳活动的一种特殊模式。结果:根据所有现有数据集,重新评估了蒙德极小期期间的太阳活动水平。结论:我们的结论是,太阳活动确实在蒙德极小期处于异常低的水平。虽然确切的水平仍然不清楚,但它肯定低于1800年左右道尔顿极小期的水平,并且明显低于当前太阳活动周期#24。在蒙德极小期期间太阳活动处于中等到高水平的说法在高置信水平下被拒绝。
2015-07-18 astro-ph.SR
Peculiar solar sources and geospace disturbances on 20-26 August 2018
2018年8月26日,在接近太阳活动周期24的最低点时,突然发生了一场意想不到的强烈地磁暴。它的Dst指数达到-174 nT,是该周期中第三大最强烈的风暴。分析表明,它是由8月20日发生在太阳盘中央部分的两步长灯丝喷发引发的。喷发伴随着两个大规模的发散带和相当大规模的昏暗,随后是相对较弱但明显的地球定向日冕物质抛射。在日冕内部,它们的速度估计非常低,约为200-360公里/秒。行星际瞬变现象显然是在两股高速太阳风流之间传播的,这两股太阳风流起源于一个双分量冕洞,因此它们的膨胀是有限的。由此产生的喷出物仅在8月25日到达地球,并带来了一个意想不到的强磁场,Bt ~ 18.2 nT,主要是负Bz分量,几乎相同的强度。地球空间风暴还表现为一种特殊的福布什减少(FD)的形式。它的大小约为1.5%,这对于观测到的G3级GMS来说相当小。该事件的主要不寻常特征是在FD背景上记录到比事件前水平增强高达3%的大型正爆发。我们认为,这些爆发主要是由一个异常大,多变的宇宙射线各向异性结合降低地磁截止刚度扰动地球的磁层的周期最小的条件下。
2019-12-17 astro-ph.SR physics.space-ph
Three-dimensional Evolution of Solar Wind during Solar Cycles 22-24
本文分析了第22和24太阳活动周期间不同太阳活动水平下太阳风密度、湍流度和速度的三维演变。太阳风的数据是通过Ooty射电望远镜的行星际闪烁测量获得的。结果表明:(1)平均而言,从第22周的最大值到第23周的最小值,密度湍流有下降的趋势;(2)日冕的散射直径从2003年开始逐渐向太阳方向收缩,最深处最小,(3)在第22周和第23周的最小值之间,太阳风速度的纬向分布有显著差异。在太阳活动22周的最低相,当太阳磁场基本上是简单的,接近偶极子的性质时,从两极到30度观测到高速流。两个半球的纬度。相反,在第23周的长衰减阶段,两极的高速风源,根据弱极场,占据了从两极到60度的狭窄纬度带。纬度此外,与日球电流片的大振幅一致,低速风盛行于日球层的低纬度和中纬度地区。(4)在第23和24个周期之间的过渡阶段,在日光层赤道附近观察到高密度和密度湍流,低速风从赤道延伸到中纬度地区。结果与当前周期24的开始一致,从2009年中期开始,它几乎达到了太阳北半球的最大阶段,但南半球的活动尚未发展。
2012-03-30 astro-ph.SR
Prediction of the strength and timing of sunspot cycle 25 reveal decadal-scale space environmental conditions
太阳的活动周期控制着日光层中的辐射、粒子和磁通量,从而产生危险的空间天气。十年尺度的变化决定了空间气候,并影响着地球大气层。然而,预测太阳周期是一项挑战。目前的理解表明,在前一个周期最小值时,预测的最佳窗口很短。利用太阳表面和内部的磁场演化模型,我们进行了第一个世纪规模的,数据驱动的太阳活动模拟,并提出了一个方案,将预测窗口扩展到十年。我们的集合预测表明,第25个周期将与当前周期相似或略强,并在2024年左右达到峰值。因此,太阳黑子周期25可能会扭转太阳活动大幅减弱的趋势,这种趋势导致人们猜测即将出现类似蒙德的大极小期和全球气候变冷。我们的模拟结果表明,太阳黑子倾角分布的波动是太阳活动周期变化的主要机制。
2019-09-10 astro-ph.SR
Frequency shifts of the individual low-degree p modes during solar cycle 23 and its extended minimum
我们研究了自2007年以来太阳表面活动最小值的异常扩展对太阳低阶p模频率的响应。分析了由天基的太阳作为一颗星GOLF仪器和由地基的多站点网络GONG(综合信号)收集的日震观测结果。得到了低阶(l= 0,1,2)p模频率的时间变化。虽然1996-2007年期间恢复了频率变化与太阳表面活动的已知相关性,但从2007年下半年到2009年7月(最新分析期),我们注意到不同角度模式之间的特殊行为。特别是,自2007年底以来,l=0和l=2 p模式频率一直明显增加,而l=1频率则遵循表面活性的总体下降趋势。我们解释这些差异的频率变化的个别低度模式的变化在高纬度地区的磁通量在太阳表面下的太阳周期24的开始有关。
2010-05-05 astro-ph.SR
The Model Magnetic Configuration of the Extended Corona in the Solar Wind Formation Region
太阳和日光层中的小尺度和大尺度结构与过程之间的耦合对于全球磁位形的关系是重要的。薄日光层电流片在这方面起主导作用。磁场位形的简单解析模型被构造为三个源的叠加:1)太阳中心的点磁偶极子,2)赤道面附近的具有方位电流密度j_φ ~ r^{-3}的薄环形电流片,3)太阳中心的磁四极。该模型以渐近正确的方式再现了在太阳附近的下降阶段和太阳极小年(偶极子项)以及在日光层中的超阿尔文太阳风域中的大距离处的场线的已知几何形状,其中薄电流片占主导地位,|B_{r}(θ)|=const,根据观察结果(Balogh等人,1995; Smith等人,1995年)。具有轴向四极项的模型适合于描述场线的南北不对称性。在考虑太阳风动力学和宇宙线传播理论问题时,该模型可作为两个极端渐近区域(中间距离~(1-10)R_sun区域内)之间的合理解析插值。
2012-12-21 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar Modulation of Cosmic Rays during the Declining and Minimum Phases of Solar Cycle 23: Comparison with Past Three Solar Cycles
我们研究太阳调制银河宇宙射线(GCR)在深太阳极小期,包括下降阶段,太阳活动周期23和比较的结果,这一不寻常的时期与以前的太阳活动周期20,21和22的类似阶段期间获得的结果。这些周期包括两个历元,每个历元的负极性和正极性的日光层磁场从北极地区的太阳。除了宇宙射线数据,我们利用同步太阳和行星际等离子体/场数据,包括日光层电流片的倾斜角。我们研究了宇宙线强度的同时变化和太阳/行星际参数的下降和最低阶段的第23周。我们将这些关系与前三个太阳周期中相同阶段的关系进行比较。我们在太阳活动周期23的极小期观测到宇宙线调制的某些特殊特征,包括创纪录的高GCR强度。我们发现,在这个不寻常的最低值,GCR强度与太阳黑子数的相关性差(R = -0.41),行星际磁场(R = -0.66),更好的太阳风速度(R = -0.80)和日光层电流片的倾斜角(R = -0.92)更好。在我们看来,这不仅是扩散或漂移,但太阳风对流是最有可能的额外影响,负责在太阳活动周期23的深最低期间观察到的创纪录的高GCR强度。
2013-11-28 astro-ph.SR
Features of the Galactic Cosmic Ray Anisotropy in the Solar Cycle 24 and Solar Minima 23/24 and 24/25
研究了漂移效应在银河宇宙线各向异性时间变化中的作用以及日球磁场扇形结构对银河宇宙线各向异性的影响,分析了2007-2009年第24太阳活动周和23_24太阳活动极小期以及2017- 2019年第24_25太阳活动极小期的银河宇宙线各向异性。2018年使用全球网络的数据中子。利用谐波分析方法计算了日球磁场不同扇区(正方向为正,负方向为负)的GCR各向异性的径向分量和切向分量。我们比较了GCR各向异性的分析,使用不同的评价平均GCR的刚度相关的中子监视器观测。然后用径向和切向分量来表征日球层中GCR的调制。我们发现,在2007-2009年的太阳极小期23_24,当为负值时,漂移效应在径向分量的变化中并不明显,即漂移效应被发现在2007-2009年的GCR各向异性的径向分量中产生4%的变化。因此,在2007-2009年,扩散主导的GCRs传输模型更容易接受。反过来,在2017-2018年的太阳极小期24_25附近,当为正值时,漂移效应明显可见,并在2017-2018年的GCR各向异性的径向分量中产生40%的变化。因此,在2017-2018年期间,具有明显漂移的扩散模型是可以接受的。这一结果与GCRs调制漂移理论相一致,即在负(正)极性周期中,GCRs的漂移流指向(远离)太阳,从而引起GCRs径向各向异性的22年周期变化。
2021-04-22 astro-ph.SR
Statistical properties of flares and sunspots over the solar cycle
本文回顾了太阳活动指数统计研究的结果。第23周期最低阶段的延长引起了第23周期固有特点的问题。最重要的太阳活动指数是相对太阳黑子数,虽然大多数其他指数密切相关,但它们的峰值活动之间存在1-2年的变化。这些变化揭示了一个22年的模式,可以归因于太阳内部或发电机相关的过程。发现第23周期的最小相位并不例外。研究过去150年的相对太阳黑子数,观察到更长时间的极小太阳周期。自1920年以来,太阳活动相当高(“现代最大值”),第23周可能是这一阶段结束的预兆。
2010-02-02 astro-ph.SR
Determination of the Solar System contribution to the soft X-ray sky
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik(马克斯·普朗克地外物理研究所);Osservatorio Astronomico di Brera - Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)(布雷拉天文台 - 意大利国家天体物理研究所)
本文利用eROSITA仪器分析西银河半球的X射线数据,确定太阳风电荷交换过程对软X射线天空的贡献,并通过减去该贡献以获得更纯净的观测结果,同时展示X射线可用于映射星际物质通过太阳系的流动。
2026-04-28 astro-ph.SR
Understanding the variability of helium abundance in the solar corona using three-fluid modeling and UV observations
本研究受HERSCHEL探空火箭的内日冕氦丰度紫外观测启发,构建首个三维三流体倾斜日冕冕流带与慢太阳风模型,揭示氦丰度分异变化的物理过程,增进对慢太阳风起源的理解。
2024-06-21 astro-ph.SR
On the Northward Shift of the Heliospheric Current Sheet at the End of Solar Cycle 24
本研究针对第24太阳活动周末期HCS打破过往南移趋势的现象,结合PFSS模型与多源原位观测数据,证实其2018年起北移且源于日冕并向日球层传播,明确四极项的关键作用。
2024-07-09 astro-ph.SR
A Twenty Year Decline in Solar Photospheric Magnetic Fields: Inner-Heliospheric Signatures and Possible Implications?
本文报道了从$\sim$ 1995年开始在纬度$\geq$ 45 ${^{o}}$观测到的20年稳定下降的太阳光球场。这种长期和持续的下降,加上第24周期已经过了它的峰值,意味着磁场可能会继续下降,直到$\sim$ 2020年,预计最低的正在进行的太阳周期24。此外,1983- 2013年期间在0.2- 0.8天文单位距离范围内对内日球层进行的行星际闪烁观测也显示,太阳风微湍流水平与光球场的下降同步出现类似的稳步下降。利用极区磁场与日球磁场的相关关系,估算出2020年日球磁场的最低值为3.9($\pm$ 0.6),最低值为$\sim$ 3.2($\pm$ 0.4)nT。考虑到HMF的这个下限值,我们的分析表明,太阳活动周期25的太阳黑子数量估计峰值可能是$\sim$ 62($\pm$ 12)。
2015-06-11 astro-ph.SR physics.space-ph
Time dependence of the e^- flux measured by PAMELA during the July 2006 - December 2009 solar minimum
对宇宙辐射中电子成分的精确测量提供了关于银河系中宇宙射线起源和传播的重要信息,这些信息是研究宇宙射线核成分所无法获得的,因为它们的扩散和能量损失过程不同。然而,当在地球附近进行测量时,必须适当考虑到银河系宇宙射线在日光层中传播和调制的影响,特别是对能量至少达到30 GeV的影响。本文介绍了PAMELA在2006年7月至2009年12月的六个月时间间隔内测量的低至70 MeV的电子(e^-)谱。通量进行了比较,一个国家的最先进的三维模型的太阳调制,再现观测非常好。
2015-12-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
A study of density modulation index in the inner heliospheric solar wind during solar cycle 23
太阳风中均方根电子密度起伏与背景密度的比值(密度调制指数,$ε_{N} \equiv Δ{N}/N$)对于理解与太阳风湍流有关的日光层物理问题是至关重要的。本文研究了$ε_{N}$在内日球层0.26 - 0.82天文单位范围内的行为。密度波动$Δ{N}$是利用327 MHz的行星际闪烁(IPS)的广泛地面观测推导出来的,该观测探测几百公里的空间尺度。背景密度($N$)是利用高级成分探测器($\it{ACE}$)的近地观测数据得出的。我们的分析表明,$0.001 \lesssim ε_{N} \lesssim 0.02$和不随日心距离明显变化。我们还发现,从1998年到2008年,$ε_{N}$下降了8%。我们讨论了这些发现的影响问题,从我们的理解福布什减少的行为的太阳风动态压力在最近的奇特的太阳最低在周期23结束。
2014-08-19 astro-ph.SR physics.space-ph
Time dependence of the proton flux measured by PAMELA during the July 2006 - December 2009 solar minimum
银河系宇宙射线的能谱携带着关于其起源和传播的基本信息。当在地球附近测量时,这些光谱受到太阳磁场的显著影响。因此,对宇宙辐射的全面描述必须包括宇宙射线在日光层内的传输和调制。在过去的十年结束时,太阳经历了一个特别长的安静阶段,非常适合研究调制过程。在本文中,我们提出的质子光谱测量从2006年7月至2009年12月的PAMELA。收集到的大量质子统计数据允许几乎每月跟踪时间变化,最低可达400 MV。数据进行了比较,一个国家的最先进的三维模型的太阳调制。
2013-01-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Helium fluxes measured by the PAMELA experiment from the minimum to the maximum solar activity for solar cycle 24
银河系宇宙射线(GCR)随时间变化的能谱携带着关于其起源和传播的基本信息。当在地球上观测时,这些光谱受到太阳风和贯穿日光层的嵌入式太阳磁场的显著影响,在11年的太阳周期中发生显著变化。在太阳活动的不同时期测量的GCR的能谱为彻底了解太阳和日光层现象提供了关键信息。PAMELA实验收集了近十年的数据(2006年6月15日至2016年1月23日),包括太阳活动周期23的最小阶段和太阳活动周期24的最大阶段。在本文中,我们提出了新的光谱的氦原子核测量的PAMELA仪器从2010年1月至2014年9月在三卡林顿旋转时间的基础上。这些数据进行了比较,在以前的太阳极小期期间测量的PAMELA光谱,提供了一个几乎完整的太阳周期的氦核通量的时间依赖性的图片。时间和刚度的依赖关系中观察到的质子-氦通量比。太阳调制的力场近似被用来将这些依赖关系与局部星际质子和氦核光谱的形状联系起来。
2022-01-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
Latitudinal dependence of the solar wind during periods of high and low activity through interplanetary scintillation
本研究利用MWA的IPS观测数据,分析第24-25周极小期与第25周上升期太阳风的纬度依赖性,发现活动期太阳风呈球对称,极小期存在纬度依赖且低中纬过渡需更陡S形曲线,赤道与南极密度比为1.62±0.02。
2025-06-17 astro-ph.SR
Systematic Investigation of Solar Modulation of Galactic Protons for Solar Cycle 23 using a Monte Carlo Approach with Particle Drift Effects and Latitudinal Dependence
利用二维蒙特卡罗方法建立了银河系宇宙质子通过日球层的传播模型,以确定太阳活动周23期间质子的差分强度。该模型考虑了宇宙射线从日球顶边界向下传播到地球位置时太阳活动变化的影响。漂移效应也占。模拟的光谱与BESS,AMS和PAMELA合作进行的实验观测结果一致。此外,1995年的调制谱还显示了1995年的纬向梯度和赤道南偏最小值。
2011-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Validation of a wave heated 3D MHD coronal-wind model using Polarized Brightness and EUV observations
日冕和日球层的形成和演化的物理性质仍然没有完全了解。三维磁流体全局建模是研究所有可能的候选过程的有力工具。为了充分理解它们各自的作用,我们需要一个验证过程,将模拟的输出与观测数据进行定量比较。在这项工作中,我们提出的结果,从我们的验证过程中应用到波湍流驱动的三维磁流体日冕风模型WindPredict-AW。在模型开发的这个阶段,我们将工作集中在静止条件下的日冕区域。我们分析了三个模拟结果,不同的边界值。我们使用的3D分布的密度和温度,输出的模拟在周围的第一个帕克太阳探测器近日点(在太阳活动的最小值),合成极紫外线(EUV)和白光偏振(WL pB)的图像再现所观察到的日冕。对于这些测试,我们选择了2018年11月6日和7日获得的AIA 193 A,211 A和171 A EUV发射,MLSO K-Cor和LASCO C2 pB图像。然后,我们做定量比较的磁盘和离肢体电晕。我们表明,我们的模型是能够产生的合成图像相比,所观察到的日冕。
2022-04-01 astro-ph.SR
Multi-spacecraft Study of the Solar Wind at Solar Minimum: Dependence on Latitude and Transient Outflows
最近发射的帕克太阳探测器(PSP)、太阳轨道器(SO)和BepiColombo,以及几个较老的航天器,为同时研究多个纬度和离太阳较远的太阳风提供了机会。我们利用这个独特的航天器星座,以及2020年5月至7月期间两次太阳旋转的低太阳活动,研究太阳风结构,包括日光层电流片(HCS),如何随纬度变化。我们可视化部门的内部日光层的结构弹道映射的极性和太阳风速度从几个航天器到太阳的源表面。然后,我们评估的HCS形态和取向与原位数据和预测的HCS形状进行比较。我们解决涟漪在HCS的尺度上的几个度的经度和纬度,发现当地的方向的部门边界大致一致的形状的HCS,但陡峭的HCS在太阳。我们调查了几个CIR随纬度的变化,寻找证据的压缩区域影响缓慢的太阳风以外的纬度范围内的快速流。我们还确定了几个瞬态结构与HCS的过境点,并推测,一个这样的瞬态可能会扰乱当地HCS的方向长达五天后,其通道。我们已经表明,太阳风结构随纬度变化很大,这个星座提供了太阳风测量的背景,这是不可能用一个单一的航天器。这些测量提供了$\pm 10^{\circ}$纬度范围内太阳风的精确表示,可用作对太阳风模型和空间天气预测的更严格的约束。在未来,随着SO的轨道变得更加倾斜,这一纬度范围将增加。
2021-06-22 astro-ph.SR physics.space-ph
Cross Helicity and the Helium Abundance as an in situ Metric of Solar Wind Acceleration
该研究利用28年Wind卫星数据,结合氦丰度与交叉螺旋度,提出新的太阳风分类方案,揭示阿尔芬慢风源于开放场区域,并挑战传统双态范式。
2025-02-10 astro-ph.SR physics.space-ph
Dynamical characterization of the last prolonged solar minima
太阳周期的行星假说是一个古老的观点,其中行星的引力影响对太阳磁周期的原因有不可忽视的影响。在这项工作中,我们寻找一个可能的因果关系与太阳的重心动力学和长期极小事件。我们寻找太阳加速度的特殊变化,并专注于太阳周期的长期变化。我们展示了太阳的轨道角动量是如何演变的,以及太阳的重心轨道的倾角是如何在轨道退行的时期变化的。特别是,在这些时刻,太阳加速度的径向分量(即,在太阳的重心方向)有一个特殊的规模。这些径向脉冲发生在蒙德极小期的最开始,道尔顿极小期期间,也发生在本扩展极小期之前的第22个周期的最大值。我们还发现行星扭矩和观测到的太阳黑子国际数量之间存在很强的相关性。我们应用我们的研究结果在一个新的理论,太阳行星相互作用,它是敏感的太阳重心动力学,并发现一个非常重要的影响,太阳的能力存储的潜在能量,可以释放的内部流动,并可能与太阳周期的假设水库。这一过程开始于太阳角动量反转之前大约40年,即,在蒙德极小期、道尔顿极小期和现在的扩展极小期之前。我们的结论表明,一个特殊的长期太阳极小期的动力学特征。我们讨论了这些结果对太阳活动周期的可能影响,包括目前的扩展最低。(请阅读论文中的完整摘要)
2012-07-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Using gradient boosting regression to improve ambient solar wind model predictions
环境太阳风是一种由压力驱动的持续的太阳等离子体流,对它的研究是空间天气研究的一个重要组成部分。行星际空间中的太阳风流动决定了太阳风暴在到达地球之前如何通过日光层演变,特别是在太阳活动极小期,太阳风本身就是地球磁场活动的驱动力。因此,准确地预测环境太阳风流对空间天气意识至关重要。在这里,我们提出了一个机器学习的方法,其中解决方案从磁模型的日华被用来输出地球附近的太阳风的条件。在全面的验证分析中,将结果与观测结果和现有模型进行比较,新模型在几乎所有指标上都优于现有模型。此外,这种方法提供了一个新的视角来讨论不同的输入数据的环境太阳风建模的作用,这告诉我们什么样的基本物理过程。这里讨论的最后一个模型代表了一个非常快速,经过充分验证和开源的方法来预测地球上的环境太阳风。
2021-03-23 astro-ph.SR physics.space-ph
Occurrence of high-speed solar wind streams over the Grand Modern Maximum
在太阳活动周的下降阶段,当来自低纬度的同号磁通量输送加强了太阳两极的新极性场时,极冕洞膨胀并形成向太阳赤道的非轴对称扩展。这些扩展增强了低纬度日球层中高速太阳风流(HSS)和相关同向旋转相互作用区域的出现,并导致近地空间中的中度、周期性地磁活动。在这里,使用一个新的定义地磁活动在高纬度(极冠)和最长的记录在极冠站的磁观测,我们计算的年度平均太阳风速度代理的有效年发生HSS在整个大现代极大(GMM)从20世纪20年代起。我们发现,一个时期的高年速度(频繁发生的HSS)发生在每个太阳活动周16-23的下降阶段。对于大多数周期,HSS活动在一年内明显最大化,这表明通常只有一次导致冠状孔延伸的强烈激活是HSS最大值的原因。我们发现,最持久的HSS活动发生在太阳活动周期18的下降阶段。这表明,周期19,这标志着太阳黑子最大的GMM期间,是由异常强大的极场之前,在以前的太阳黑子最小。这为太阳发电机理论在这一戏剧性的太阳磁性时期的有效性提供了有趣的支持。
2015-01-20 astro-ph.SR physics.space-ph