Dynamics of large-scale solar-wind streams obtained by the double superposed epoch analysis. 4. Helium abundance
这项工作是我们以前的文章的延续（Yermolaev等人，J. Geophys. Res. 120，7094，2015; Yermolaev等人在Solar Phys. 292，193，2017; Yermolaev等人在Solar Phys. 293，91，2018），描述了大尺度太阳风（SW）流中行星际等离子体和场参数的平均时间分布：共转相互作用区（CIR）、行星际日冕物质抛射（ICME包括磁云（MC）和抛射物）、鞘以及行星际冲击（IS）。在这项工作中，我们分析了1976-2016年期间氦丰度Nα/Np的平均分布。我们的结果证实了主要的早期获得的结果：Nα/Np是较高的准静态快速流比在缓慢的;它缓慢地变化，在压缩区CIR和Sheaths从值在未受干扰的太阳风在相应类型的活塞（HSS或ICME）的值;在喷出物中，它是接近丰富的未受干扰的流，它是最大的MCs。首次得到了Nα/Np在压缩区CIR和Sheaths与血浆β参数相关，而在ICME中与血浆β参数反相关。MCs中的Nα/Np与β的关系比喷出物中的强，可以作为太阳上CME形成条件的指示。
2019-02-19 physics.space-ph
Dynamics of large-scale solar-wind streams obtained by the double superposed epoch analysis. 3. Deflection of speed vector
这项工作是我们以前文章的延续（Yermolaev等人，J. Geophys.Res. 120，7094，2015，Yermolaev等人，Solar Phys. 292，193，2017），描述了大尺度太阳风（SW）流中行星际等离子体和场参数的平均时间分布：共转相互作用区（CIR）、行星际日冕物质抛射（ICME，包括磁云（MC）和抛射物）、鞘层以及行星际激波（IS）。CIR中经度角θ从-2 °到+2°的变化与早期的观测结果一致。此外，我们还首次分析了Sheaths和ICME中体速度角的平均时间分布，发现ICME中的角θ在2 °到-2°之间变化，而Sheath中的角θ在-2 °到2°之间变化（类似于CIR的变化），即，CIR/鞘和ICME中的流在相对侧偏转。当在所选SW类型的所有间隔上平均纬度角θ时，角度θ几乎恒定约1°。我们首次对角度θ递增和减小的SW事件进行了选择，发现所选事件中角度θ的平均时间剖面与角度θ的平均时间剖面具有相同的<<integral-like>>形状。角θ和θ的平均轮廓的差异是由于大多数事件在黄道平面内由于太阳旋转而具有角的增加轮廓，而在黄道平面内角的增加和减少轮廓的数量是相等的。
2018-02-24 physics.space-ph
Superposed epoch study of ICME sub-structures near Earth and their effects on galactic cosmic rays
行星际日冕物质抛射（ICME）是太阳爆发的行星际表现。被超越的太阳风在ICME的前部形成了一个压缩等离子体鞘。磁云（Magnetic clouds，MC）是ICME的一个子集，具有特定的特性（例如存在磁绳）。当ICME经过地球附近时，地面观测表明银河系宇宙射线（GCR）的通量减少。本文的主要目的是寻找：不同ICME子结构的共同等离子体和磁特性，以及ICME特性对近地GCR通量的影响。我们使用叠加历元的方法应用于一个大型的ICME观测\insitu \的航天器ACE，在1998年和2006年之间。我们还应用叠加历元分析GCRs的时间序列观察与麦克默多中子监测器。我们发现，缓慢的MC在1 AU平均有更多的大规模鞘。我们的结论是，这是因为它们在离开太阳的过程中被阻力更有效地减速。慢MC也具有更对称的磁场和鞘，其扩张类似于其随后的MC，而相比之下，快MC具有不对称的磁轮廓和压缩鞘。在所有类型的MC中，我们发现质子密度和温度，以及磁波动可以扩散内的MC由于三维重联的前面。最后，我们导出了一个描述宇宙射线随磁场涨落和磁场强度变化的定量模型。所获得的鞘/MC/GCR特性对应于慢，中和快ICME的典型配置文件，可用于预测/模拟这些事件，并更好地了解高能粒子在ICME中的传输。它们还有助于改进今后的空间天气业务活动。
2016-07-28 astro-ph.SR physics.space-ph
Generic magnetic field intensity profiles of interplanetary coronal mass ejections at Mercury, Venus and Earth from superposed epoch analyses
我们研究了不同日心距（0.3-1AU）下探测到的行星际日冕物质抛射（ICME），以研究ICME在内日球层中的传播，并确定ICME的一般特征如何随日球层距离的变化而变化。利用MESSENGER、Venus Express和ACE卫星的观测资料，利用叠加历元技术分析了ICME的鞘层和磁喷出物的剖面。我们确定鞘层中的中值磁场大小与1 AU处的ICME速度相关，我们使用此代理命令所有航天器处的ICME。然后，我们调查了典型的ICME配置文件的三个类别相当于缓慢，中间和快速ICME。与快ICME相反，慢ICME在前部具有较弱的太阳风场和更对称的磁场轮廓。我们发现地球上的不对称性比水星上的不对称性要小，这表明ICME传播时会发生弛豫。我们还发现，ICME尾流区的磁场强度并没有恢复到ICME前的太阳风强度，这表明ICME对周围太阳风的影响持续的时间比瞬态事件的持续时间要长。这样的结果提供了一个物理过程，需要通过数值模拟ICME传播再现的指示。这里研究的样本将通过未来致力于探索日光层内部的任务，如帕克太阳探测器和太阳轨道飞行器，得到极大的改进。
2019-01-28 astro-ph.SR physics.space-ph
Evolution of Coronal Mass Ejection Properties through Superposed Epoch Analysis from 0.2 to 2.2 au
University of New Hampshire（新罕布什尔大学）；GeoSphere Austria（奥地利地球科学中心）；University of Graz（格拉茨大学）
基于HELIO4CAST目录中1600多个事件，利用叠加历元分析研究0.2至2.2 au范围内日冕物质抛射的全局性质，发现活跃期CME更快、磁场更强，而宁静期密度更高但磁场较弱，且磁场强度与分量的幂律衰减表明各向同性膨胀，前-后比随日心距离增加。
2026-05-25 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Machine Learning Interpretability of Outer Radiation Belt Enhancement \& Depletion Events
使用可解释机器学习方法研究外辐射带电子通量对太阳风和地磁指数的响应，提出SHESEA方法发现亚暴序列决定通量增强或耗散，太阳风压力驱动初始骤降。
2023-07-14 physics.space-ph
Properties of stream interaction regions at Earth and Mars during the declining phase of SC 24
我们检查了从地球到火星（距离范围1-1.5 AU）的SIRs在太阳周期24（2014-2018）的下降阶段的演变。到目前为止，研究只分析了地球和火星在不同时间测量的SIR。我们比较现有的目录日光层的距离，并在同一时间范围内到达一个干净的数据集。这使得一个良好的抽样统计分析和行星的反对相位的深入分析，因为它们随着距离的演变。我们使用OMNI和MAVEN航天器的现场太阳风数据以及SDO的遥感数据。对体积速度、质子密度、温度、磁场大小和总垂直压力进行了叠加历元分析。此外，还对2016年和2018年地球和火星的两个对冲阶段进行了研究。SIR相关的冕洞与他们的面积以及他们的纬度和经度范围提取和相关的最大体积速度和持续时间的相应的高速太阳风流的流相互作用区域。我们发现，虽然整个太阳风HSS显示没有膨胀，因为它从地球到火星的演变，HSS轮廓的波峰加宽了约17%，磁场和总压力约45%的流界面周围。除温度外，所有参数的归一化叠加剖面中最大值和最小值之间的差值在1-1.5 AU之间略有增加或停滞。在叠加剖面中，在两个日光层距离处的磁场强度都观察到零历元时间的急剧下降。最大太阳风速度对冕洞纬度范围的依赖性比对冕洞经度范围的依赖性更强。我们得出的结论是，火星上的快进冲击发生率是地球上的三倍。
2021-02-11 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Generic profile of a long-lived corotating interaction region and associated recurrent Forbush decrease
我们观察和分析了一个长寿命的共转相互作用区域（CIR），起源于一个单一的冕洞（CH），在2007年6月至2009年5月的时间段内，在2057-2083年连续27次卡林顿旋转中反复出现。我们研究了这种长寿CIR的原位测量以及SOHO/EPHIN在不同旋转过程中观察到的宇宙线（CR）计数的相应凹陷。我们使用以下关键参数的相对值进行了统计分析以及叠加历元分析：总磁场强度B、磁场波动dBrms、等离子体流速v、等离子体密度n、等离子体温度T以及SOHO/EPHIN F探测器粒子计数和CR计数。我们发现，镜像CR计数时间曲线与流速相关，范围从中等到强相关性，取决于旋转。此外，我们发现CR计数下降幅度与CIR的磁场和流速中的峰值相关。这些结果与以前的统计研究一致。最后，使用叠加历元分析，我们得到了一个通用的CIR的例子，它反映了一个典型的CIR井的原位性质。我们的结果更好地解释了基于组合对流扩散方法的CIR相关的GCR调制。此外，定性地，我们的结果并不不同于基于不同的CH样品。这表明，从一次旋转到另一次旋转的循环CIR的物理性质的变化与源自不同CH的CIR的物理性质的变化没有质的不同。最后，得到的通用CIR的例子，分析叠加历元分析的基础上，可以作为一个参考，以测试未来的模型。
2022-01-24 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Properties and geoeffectiveness of solar wind high-speed streams and stream interaction regions during solar cycles 23 and 24
本文研究了从冕洞发出的太阳风高速流（HSSs）与流相互作用区（SIRs）的性质和地球有效性。本文对1995-2017年期间588个太阳风活动的SIR/HSS事件进行了统计研究，其中太阳风速度超过500 km/s，包括太阳活动22周的衰退到24周的衰退。通过测量太阳风速度和行星际磁场（IMF）来探测事件。通过与现有的ICME列表进行比较，将错误识别为行星际日冕物质抛射（ICME）或与之相互作用的事件删除。利用这个SIR/HSS事件目录（在补充材料中给出的列表），对关键的太阳风参数进行叠加历元分析。结果表明，SIR/HSS的数量在第23太阳周（SC）的后期下降阶段达到峰值，它们的速度也是如此，但它们的AE和SYM-H指数的地球有效性较低。这可以用延长的太阳活动极小期期间磁场的异常低值来解释。在SC 23和SC 24内，SIR/HSS的最高地理有效性发生在早期下降阶段。SC 24期间，SIR/HSS的地球效率继续比SC 23低40%，这可以通过太阳风特性来解释。
2020-06-11 physics.space-ph
Comment on "A statistical comparison of solar wind sources of moderate and intense geomagnetic storms at solar minimum and maximum" by Zhang, J.-C., M. W. Liemohn, J. U. Kozyra, M. F. Thomsen, H. A. Elliott, and J. M. Weygand, JGR, 2006
导致地球磁暴的太阳风的条件是长期深入研究的课题。最近，Zhang等（2006）发表了一篇论文，他们利用叠加历元分析方法研究了549个磁暴期间的太阳风特征。不幸的是，所使用的方法并没有从本质上提高对磁暴与太阳风条件之间关系的理解，首先是由于以下原因：（1）他们没有考虑到不同类型的太阳风产生的磁暴的存在，（2）他们把Dst指数的最小时间作为历元零时间而不是磁暴开始时间。
2006-03-29 physics.geo-ph physics.space-ph
Impact of CIR Storms on Thermosphere Density Variability during the Solar Minimum of 2008
2008年的太阳活动极小期异常平静，太阳黑子数量处于75年来的最低水平。然而，在这个独特的太阳活动极小期，从近赤道冕洞发出的太阳风高速气流频繁出现，是地球地磁活动周期性的主要原因。这些条件使得地磁活动对同旋相互作用区（CIR）引起的高层大气的预处理太阳极小状态的强迫隔离成为可能。利用CHAMP卫星400 km附近的热层密度观测资料研究了热层密度对太阳风高速气流/CIR的响应。叠加历元结果表明，全球热层密度对高速气流有响应，400 km处密度平均变化75%。中性密度的相对变化在不同纬度具有可比性，但其变异性在高纬度最大。此外，热层密度对高速流的响应夜间比白天大，表明热层对风暴响应的预处理效应。最后，根据STEREO的EUVI观测资料，将与CIR相关的9天和13.5天周期的热层密度变化与中低纬冕洞的空间分布联系起来。
2010-04-26 astro-ph.SR physics.ao-ph physics.space-ph
A solar rotation signature in cosmic dust: frequency analysis of dust particle impacts on the Wind spacecraft
通过对Wind航天器尘埃撞击数据的频率分析和叠加历元分析，发现约27天及其谐波的太阳自转特征，并证明该特征与共转相互作用区相关而非行星际磁场扇区结构或浮动电位效应所致。
2024-10-03 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Encounter of Parker Solar Probe and a Comet-like Object During Their Perihelia: Model Predictions and Measurements
帕克太阳探测器（PSP）旨在探索靠近太阳的新生太阳风。与此同时，PSP也有望遇到彗星和小行星等小天体。在这项工作中，我们调查星历表，以找到一个最近遇到的机会，然后模型之间的相互作用释放的尘埃等离子体和太阳风等离子体。在2019年9月2日，一颗彗星状物体322 P/SOHO刚刚通过其近日点，飞行到日心距离0.12 au，并以0.025 au的相对距离被PSP扫过。我们提出了从322 P释放的尘埃粒子的动力学，形成一个弯曲的尘埃尾巴。沿着PSP路径在模拟的内日球层，等离子体和磁场的状态进行采样和说明，从模拟结果的磁场序列进行比较，直接从PSP的原位测量。通过比较，我们认为，322 P可能是在一个不足的活动水平释放有限的尘埃等离子体的方式成为一个“岩石彗星”。我们还提供了WISPR记录的太阳风流的图像，显示了与凌乱的痕迹叠加的图像的灰尘轰炸的迹象。我们从LASCO日冕观测到，322 P在近日点通过期间从变暗区域过渡到相对明亮的流光，并模拟确认322 P从相对较快的太阳风流飞行到较慢的流，修改流的局部等离子体状态。
2020-11-30 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Influence of the heliospheric current sheet on the evolution of solar wind turbulence
利用扩展箱模型（EBM）的MHD模拟方法研究了日球电流片（HCS）对太阳风中Alfvénic湍流演化的影响。模拟结果表明，在HCS附近，湍流的Alfvénicity降低，表现为较低的归一化交叉螺旋度和较大的过剩磁能。数值结果得到了OMNI数据叠加历元分析的支持，表明HCS周围等离子体片内部的归一化交叉螺旋度减小，HCS中心的过剩磁能显著增强。模拟结果表明，HCS周围Alfvénicity的降低是由于径向磁场的减弱和背景磁场中横向梯度的影响。湍流中的磁能过剩可能是由于速度和磁场之间的Alfvénic相关性的丧失以及球形膨胀的太阳风中横向动能相对于磁能的更快衰减的结果。
2022-02-15 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Properties of the Sheath Regions of Coronal Mass Ejections with or without Shocks from STEREO in situ Observations near 1 AU
本文分析了2007-2016年期间STEREO双航天器观测到的188次日冕物质抛射（CME），研究了CME鞘层和磁抛射（ME）的一般特征以及鞘层平均物理参数对ME的依赖关系。近1 AU。我们还通过自动算法和目视检查重新评估我们的初始分类。我们观察到，即使前缘速度大于500 km/s，4个ME中有1个不会在1 AU附近驱动激波。同时驱动激波和鞘层的ME最快，在高磁声太阳风中传播，而仅驱动鞘层的ME最慢，在低磁声太阳风中传播。我们的统计和叠加历元分析表明，所有的物理参数更增强的鞘区后的冲击比鞘没有冲击。然而，对于类似的驱动ME，鞘管内的差异在统计学上变得不太显著。我们还发现，ME驱动鞘的径向厚度显然没有明确的线性相关的速度剖面和相关的马赫数的驱动器。
2020-11-12 astro-ph.SR physics.space-ph
Categorization of Coronal Mass Ejection Driven Sheath Regions: Characteristics of STEREO Events
我们提出了一个全面的统计分析106鞘区驱动的日冕物质抛射（CME）和测量近1 AU。使用来自STEREO探针的数据，该扩展分析侧重于两个离散分类。在第一类中，我们研究鞘的一般特征如何随其潜在的形成机制（传播和膨胀鞘）而变化，即它们与主要在太阳风中膨胀或传播的磁喷出物（ME）的关联。我们发现传播鞘是密集的，并由更强的ME驱动，而膨胀鞘的速度更快。探索这些鞘的时间剖面与叠加时代的技术，我们观察到，大多数的磁场和等离子体的签名是更高的传播鞘相对于膨胀鞘。第二种分类基于鞘管之间的速度变化。采用线性最小二乘回归，我们分类四个不同的鞘层等离子体的速度分布。我们发现，相关的冲击属性和太阳活动周期阶段不影响这种变化的发生。我们的研究结果还强调，驱动ME的属性是鞘属性的变化的主要来源。通过逻辑回归，我们得出结论，磁场强度和ME速度的框架中的太阳风可能是这些速度变化的驱动程序。
2021-06-22 astro-ph.SR physics.space-ph
Changes in Sea-Level Pressure over South Korea Associated with High-Speed Solar Wind Events
我们探讨了韩国上空的日海平面气压（SLP）对高速太阳风事件的响应的可能性。这在两个方面很有意义：首先，如果存在统计关联，这可能是另一个证据，表明各种气象观测数据确实对行星际环境的变化做出了反应。其次，这可能是一个非常关键的观测约束，因为迄今为止提出的大多数模型预计将优先在高纬度地区比低纬度地区研究。我们已经检查了每日太阳风速度${\rm V}$，每日SLP差${\rm ΔSLP}$，和每日${\rm \log(BV^{2})}$使用叠加历元分析，其中的关键日期被设置为每日太阳风速度超过800 ${\rm kms^{-1}}$。我们发现，12个事件的每日平均${\rm ΔSLP}$在第+1天达到峰值，并逐渐降低回到其正常水平。${\rm ΔSLP}$的正偏差量为+2.5 hPa。偏离的持续时间为几天。我们还发现${\rm ΔSLP}$与太阳风和${\rm \log(BV^{2})}$的速度都有很好的相关性。两种情况下的线性相关系数和一天滞后的机会概率分别为$r \simeq 0.81$与$P> 99.9%$和$r \simeq 0.84$与$P> 99.9%$。最后，我们简要讨论了未来的发展方向。
2011-07-10 astro-ph.EP physics.space-ph
The two-step Forbush decrease: a tale of two substructures modulating galactic cosmic rays within coronal mass ejections
行星际日冕物质抛射（ICME）改变了太阳风的结构，并与行星系统的空间环境相互作用。它们的大磁结构已经被证明与银河系宇宙射线相互作用，导致福布什减少（FD）现象。在本文中，我们回顾了17年的高级成分探测器航天器ICME检测以及两个中子监测器（麦克默多和奥卢）与叠加的时代分析，以进一步分析磁喷出物在驱动FD的作用。我们在下面的鞘和磁喷出物在驱动FD的作用进行调查，我们进一步表明，ICME没有鞘，磁喷出物只能驱动相当强度的显着FD。此外，对具有相似速度分布的带和不带护套的样本进行比较，使我们能够表明，磁场强度而不是其波动是FD的主要驱动因素。最后，孤立的磁性喷出物的FD的恢复阶段显示在GCR的水平的各向异性。我们将这一发现在1 AU的梯度的GCR通量发现在不同的日光层距离从几个行星际任务。
2021-09-29 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
