Cross helicity of interplanetary coronal mass ejections at 1 au
行星际日冕物质抛射（ICME）包含了范围广泛的磁场和速度波动。这些波动可以解释为阿尔夫维尼克波包平行或反平行于背景磁场传播，反向传播通量之间的功率差由交叉螺旋度量化。我们已经确定了在$10^{-3}-10^{-2}$ Hz的惯性距离波动的交叉螺旋度在226 ICME通量绳和176 ICME鞘观察到的风航天器在1995-2015年期间在1 au。通量绳和鞘的平均，归一化的交叉螺旋度分别为0.18和0.24，这里的正值表示净反向阳通量。虽然仍然倾向于反向阳方向的平均，ICME的通量往往是更平衡的比在太阳风在1 AU，那里的平均交叉螺旋度更大。叠加的历元配置文件显示，交叉螺旋度急剧下降的鞘，并达到最低限度内的磁通绳附近的前缘。更不平衡，太阳风一样的交叉螺旋度被发现朝向后缘和横向进一步从绳轴。交叉螺旋度的磁通绳取向和上游激波的存在的依赖被认为是。在1天文单位的ICME低交叉螺旋度的潜在起源包括在太阳和ICME-太阳风在行星际空间的相互作用的闭环通量绳的平衡驱动。我们建议，低交叉螺旋度的波动被添加到ICME签名的标准列表。
2022-05-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Interplanetary Causes and Impacts of the 2024 May Superstorm on the Geosphere: An Overview
本文综述了2024年5月超级地磁风暴的行星际成因及其对地球空间的多重影响，指出该风暴由三步主相发展构成，引发了同步轨道电子通量下降、宇宙射线减少及极端地磁感应电流等效应。
2024-08-27 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Satistical Study of the Interplanetary Coronal Mass Ejections from 1996 to 2014
在这项工作中，我们建立了一个ICME名单，从1996年至2014年的基础上，从风和ACE卫星的现场观测。在此基础上，我们将ICME的统计分析扩展到了第24周太阳活动峰期。对ICME性质年变化的分析表明，ICME的个数、激波个数、ICME驱动激波的比例、ICME的磁场和等离子体性质与太阳活动周变化有很好的相关性。太阳黑子数与MC数之间没有相关性。但是，MCs在ICME中的百分比与太阳黑子数有很好的反相关性。通过比较MCs和None-MC ICME的参数，我们发现MCs比None-MC ICME更强。此外，我们还比较了有冲击和无冲击时ICME的参数。研究发现，有冲击的ICME比无冲击的ICME强得多。同时，首次讨论了ICME鞘区的磁场和太阳风等离子体参数的分布。从统计学的角度分析发现鞘区的磁场和太阳风速度比ICME喷出物中的高。
2015-04-29 astro-ph.SR physics.space-ph
Do All Interplanetary Coronal Mass Ejections Have A Magnetic Flux Rope Structure Near 1 AU?
行星际日冕物质抛射（ICME）通常由激波、鞘区和抛射区组成。喷出物区域分为两大类：具有磁通量绳特征的磁云（MC）和不具有这种特征的非磁云（NMC）。由于日冕物质抛射是由磁通量绳喷发引起的，因此回答为什么NMC不具有磁通量绳特征是很重要的。一种观点认为，NMCs在日球层过境期间，由于ICME或ICME与其他大尺度结构之间的相互作用，失去了其原有的磁绳特征。另一种将这种现象归因于几何选择效应，即，当ICME的头部（侧翼，包括腿和非腿侧翼）通过观测航天器时，将沿着航天器轨道在喷出物内探测到MC（NMC）特征。在这封信中，我们将通过ICME的几何性质来检验哪种解释更合理。如果选择效应导致不同的喷出物类型，MCs应该有更窄的鞘区相比，从统计的角度来看，这是由我们的统计证实。此外，我们发现第23周和第24周的NMC尺寸相似，并且NMC小于第23周的MC，但大于第24周的MC。这表明大多数NMC的腿侧穿过航天器。我们的几何分析支持所有ICME都应该在1 AU附近具有磁通量绳状结构。
2020-09-11 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar cycle evolution of ICME sheath regions at 1 AU
研究太阳周期23-25中ICME sheath区域的演变，揭示其变化性和湍流与太阳风条件的关系，强调sheath区域作为太阳周期阶段的敏感指标。
2025-11-03 astro-ph.SR
Quasi-planar ICME sheath: a cause of first two-step extreme geomagnetic storm of 25th solar cycle observed on 23 April 2023
本文研究第25太阳活动周2023年4月23日的两步极端地磁暴，发现准平面磁结构（PMS）导致的弱绝热膨胀增强了南向磁场分量，从而高效驱动地磁暴。
2024-01-12 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
Turbulent Properties of Interplanetary Coronal Mass Ejections Observed by Solar Orbiter in the Inner Heliosphere
Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences（阿亚巴塔观测科学研究所）；Department of Applied Physics, Mahatma Jyotiba Phule Rohilkhand University（马哈特马·乔蒂巴·普勒罗希尔坎德大学应用物理系）；Department of Physics, Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院物理系）；Indian Institute of Space Science and technology（印度空间科学与技术研究所）；Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）；Center of Excellence in Space Sciences India, IISER Kolkata（印度空间科学卓越中心，加尔各答印度科学教育研究所）
太阳轨道器观测揭示ICMEs在太阳风中表现出更平衡的阿尔芬波动，其频谱特征与太阳风不同，表明ICMEs具有独特的湍流特性。
2026-01-11 astro-ph.SR
Polytropic behavior in the structures of Interplanetary Coronal Mass Ejections
多方过程是空间等离子体粒子群热力学的特征。多变指数$γ$特别重要，因为它通过量化系统压缩或膨胀时的温度变化来描述系统的热力学行为。利用Wind航天器等离子体和$01/1995 - 12/2018$期间的磁场数据，研究了336次行星际日冕物质抛射（ICME）事件的热力学演化。对于每一个事件，我们得出的指数$γ$在鞘和磁性喷出物结构，以及事件前和事件后的地区。然后，我们检查在这四个区域中的所有$γ$指数的分布，并推导出每个的熵梯度，这是环境加热的指示。我们发现，在ICME鞘区，预计波湍流是最高的，热力学需要最长的恢复到原来的准绝热过程，而它恢复得更快，在安静的喷出物区域。这种模式产生了一个热力学循环，其特征在于ICME上游的近绝热值$γ$ ~ $γ$ ${_a}$（=5/3），鞘中的$γ$ ${_a}$- $γ$ ~ 0.26，ICME喷出物中的$γ$ ${_a}$ - $γ$ ~ 0.13，并在ICME通过后再次恢复到$γ$ ~ $γ$ ${_a}$。这些结果揭示了ICME等离子体中的湍流加热速率：多方指数从其绝热值越低并且越接近其等温值，熵梯度越大，并且因此加热ICME等离子体的湍流加热速率越大。
2022-09-26 astro-ph.SR physics.plasm-ph
On the Role of Alfvenic Fluctuations as Mediators of Coherence within Interplanetary Coronal Mass Ejections: Investigation of Multi-Spacecraft Measurements at 1 au
本研究利用ACE与Wind在1 au处对10个ICME的多点观测，分析阿尔文波动与磁场相干性，发现AFs广泛存在却伴随较低磁场相关，质疑其作为相干媒介的作用。
2023-12-07 astro-ph.SR physics.space-ph
Forward modelling to determine the observational signatures of white-light imaging and interplanetary scintillation for the propagation of an interplanetary shock in the ecliptic plane
最近的行星际闪烁（IPS）和立体日光层成像仪（HIs）的协调观测是重要的，连续跟踪整个行星际空间的太阳爆发的传播和演变。为了更好地理解这两种遥感技术的观测特征，本文利用一个新建立的多尺度数值模式，对行星际大尺度扰动的磁流体动力学和微尺度电子密度涨落的无线电波散射进行了耦合研究。然后将该模型应用于黄道面内行星际激波传播的情况。冲击波一旦进入HI的汤姆逊散射球，HI几乎看不见。东西半球光学图像的不对称性表明激波的传播偏离了日地线。同时，强烈依赖于局部电子密度的IPS信号对激波前缘下游的密度空腔不敏感。当IPS射线路径穿过该空腔（或激波鼻）时，可以记录激波侧面（或鼻）处的单个速度分量;当IPS射线路径穿过激波鼻和该空腔之间的鞘时，可以检测鞘和侧面处的两个速度分量。此外，一旦冲击波阵面接触IPS射线路径，该IPS信号的不规则源处的导出位置和速度连同冲击波的径向和恒定传播的假设可以用于估计冲击波阵面在HI视场的伸长中的稍后出现。正演模拟的综合测量结果有助于通过反演方法从实际观测数据中推断出日冕物质抛射的原位性质。
2010-08-13 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.space-ph
Characteristics and Importance of "ICME-in-Sheath" Phenomenon and Upper Limit for Geomagnetic Storm Activity
作为大磁暴的重要来源，“鞘内ICME”是一个完全受冲击的行星际日冕物质抛射（ICME），它位于激波和宿主抛射物之间的鞘中。通过多组协调观测，确定了典型特征：（1）它通常持续时间短，在1天文单位处持续几个小时;（2）它的太阳风参数，特别是磁场，似乎在很大的距离范围内保持增强;（3）共同的ICME特征往往丢失。宿主喷出物可能是单一的ICME或复杂的喷出物，其速度足以驱动冲击。这些结果澄清了以前的误解，这种现象作为一个正常的鞘区的一部分。“鞘内ICME”现象，加上预处理效应，在2012年7月23日的情况下，在1 AU附近产生了一组极端的磁场、速度和密度，所有这些都同时接近它们的上限。这可能是最极端的太阳风驱动在1 AU，使我们能够估计合理的上限为地磁风暴活动。通过对南向场的适当修正，我们认为原则上可能发生最小$D_{\rm st}$约为$-2000$ nT的磁暴。磁层顶将被压缩到距离地球中心约3.3个地球半径的地方，正好在地球同步轨道内。
2020-06-17 astro-ph.SR 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
Planar magnetic structures in coronal mass ejection-driven sheath regions
平面磁结构（PMS）是太阳风中行星际磁场矢量几乎平行于一个平面的周期。其中一个特定的区域，PMS已报告的是日冕物质抛射（CME）驱动的鞘。我们在这里使用一种自动化方法来识别1997年至2015年期间由Wind和ACE航天器原位观察的95个CME鞘区中的PMS。PMS的发生和位置与激波、鞘层和CME的各种性质有关。我们发现，PMS是无处不在的CME鞘; 85%的研究鞘区PMS的平均持续时间为6.0小时。在约三分之一的情况下，磁场矢量遵循覆盖鞘管区域的显著部分（至少67%）的单个PMS平面。我们的分析提供了强有力的支持，两个建议PMS形成机制：放大和校准附近的CME驱动的冲击和覆盖的磁场线周围的CME喷出物的太阳风不连续性。例如，我们发现，对于在激波附近发生PMS的事件，激波和PMS平面法线通常是一致的（激波附近68%的PMS平面法线与激波法线的分离小于20°），而当PMS发生在靠近喷出物前缘时，偏差明显更大。此外，与发生在日冕物质抛射前缘附近的PMS相比，激波附近的PMS通常与较低的上游等离子体β有关。我们还表明，鞘的平面部分包含一个更高的量的强南向磁场比非平面部分，这表明平面鞘更有可能驱动磁层活动。
2017-01-30 astro-ph.SR physics.space-ph
Propagation Characteristics of Two Coronal Mass Ejections From the Sun Far into Interplanetary Space
日冕物质抛射（CME）从太阳到行星际空间的传播由于观测有限而没有得到很好的理解。在这项研究中，我们研究的传播特性的两个地球有效的日冕物质抛射，这发生在2005年5月6日和13日，分别。观测到与这两次日冕物质抛射相关的重大日光层后果，包括地球和赤道的行星际日冕物质抛射（ICME）、行星际激波、长持续时间的II型射电爆发和强烈的地磁暴。我们使用日冕观测SOHO/LASCO，长时间的II型爆发的频率漂移，在地球和地球的原位测量，和磁流体动力学（MHD）的传播观察到的太阳风扰动在1 AU跟踪CME从太阳远远进入行星际空间。我们发现，这两个CME都经历了一个重大的减速1 AU，此后逐渐减速时，他们从地球传播到深行星际空间，由于与周围的太阳风的相互作用。结果还表明，这两个CME相互作用在遥远的行星际空间，即使他们在太阳上的发射时间很好地分开。每种情况下的强烈地磁暴是由CME前方的南向磁场引起的，强调了鞘区在地磁暴产生中的关键作用，尽管对于第一种情况，有一个共转的相互作用区。
2017-02-14 astro-ph.SR physics.space-ph
Small-scale flux ropes in ICME sheaths
行星际日冕物质抛射（ICME）鞘区是由上游的太阳风由于ICME的传播和膨胀而偏转和压缩形成的。因此，在太阳风中发现的小尺度通量绳可以被扫入ICME驱动的鞘区。它们也可以通过一系列过程在鞘内局部产生。本文应用小波分析方法得到了归一化约化磁螺旋度、归一化交叉螺旋度和归一化剩余能量，并利用它们识别了Wind航天器在近地太阳风中观测到的55个ICME驱动鞘区中的小尺度通量绳和Alfvén波。分别针对$10^{-2} - 10^{-4}$ Hz之间的三个不同频率范围研究其发生。我们发现，小规模的通量绳更常见于ICME鞘比在上游风，这意味着他们至少在一定程度上积极产生的鞘，而不仅仅是从上游风压缩。阿尔文波在上游风和鞘层中出现得更均匀。这项研究还表明，虽然最高频率（最小规模）的通量绳发生相对均匀的鞘，较低频率（最大规模）的通量绳峰值附近的ICME的领先优势。这表明它们可能有不同的物理起源，ICME前缘附近的过程对于产生更大规模的种群很重要。
2022-08-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Deriving CME density from remote sensing data and comparison to in-situ measurements
利用STEREO-SOHO白光数据，我们确定了29个观测良好的日冕物质抛射（CME）及其行星际对应物（ICME）的三维几何形状和去投影质量。从几何参数，我们计算的体积CME的磁性喷出物（磁通绳型几何）和鞘结构（壳状几何形状类似的（I）CME前缘）。在CME质量在特定体积内大致均匀分布的假设下工作，我们扩展了CME自相似性，并计算了距离太阳（15-30 Rs）和1AU的CME密度。具体的趋势是通过比较计算的和现场测量的1AU质子密度得出的，尽管由于未知的质量和几何演变而揭示了很大的不确定性：i）对于具有保持相当恒定的质量的磁性结构的中等相关性（~0.56-0.59），和ii）鞘密度的弱相关性（~0.26）通过假设鞘区是一个额外的质量-如预期的质量堆积过程-这是在其数量相当的初始日冕物质抛射去投影质量。在扰动到达前24小时，现场测量的鞘层密度与太阳风密度（~ -0.73）和太阳风速度（~0.56）之间有很高的相关性。这进一步证实了鞘层等离子体确实来自堆积的太阳风物质。虽然日冕物质抛射的行星际传播速度与鞘层密度无关，但日冕物质抛射的大小可能在堆积多少物质方面起一定作用。
2020-11-13 astro-ph.SR
Evolution of coronal mass ejections with and without sheaths from the inner to the outer heliosphere -- statistical investigation for 1975-2022
本文基于1975–2022年多航天器原位观测和13个ICME目录，统计研究带鞘与不带鞘ICME从内到外日球层的演化，发现0.75 AU处尺寸增长和密度下降最大，并揭示鞘区形成机制可能随日心距离改变。
2024-02-26 astro-ph.SR physics.space-ph
Structure and fluctuations of a slow ICME sheath observed at 0.5 au by the Parker Solar Probe
行星际日冕物质抛射（ICME）之前的鞘层是动荡的日光层结构。了解它们的结构和波动对于了解它们的地球效应、它们在加速粒子方面的作用以及ICME与太阳风的相互作用都很重要。我们研究了帕克太阳探测器在2019年3月在0.5 au处观察到的鞘的观测结果，在缓慢的流光爆发CME之前。为了研究MHD尺度的湍流特性，我们计算了波动幅度、磁压缩性、增量偏方差（PVI）、交叉螺旋度（$σ_c$）、剩余能量（$σ_r$）以及詹森-香农排列熵和复杂性。鞘层由慢流和快流组成，它们被15分钟的磁扇区变化分开，这与电流片交叉和速度剪切区相吻合。通过鞘管的波动幅度和PVI大于上游。波动大多是负$σ_r$和积极的$σ_c$在鞘中，后者表明一个反向阳的意义上的传播。速度剪切区的温度和比熵明显增加，后面的较快流动具有局部正的$σ_r$斑块以及较高的波动幅度和PVI。在前面的风和鞘的波动是随机的，鞘的波动表现出较低的熵和较高的复杂性比上游。两部分鞘结构可能是由于在日光层电流片（HCS）的翘曲被席卷和压缩。喷出物加速并加热了鞘层后部的风，然后与HCS翘曲前方的较慢的风相互作用。这导致了整个鞘中波动特性的差异。因此，缓慢ICME的鞘层可以具有复杂的结构，其中波动特性不仅仅是下游冲击特性，而是在鞘层内产生的。
2022-04-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Which Upstream Solar Wind Conditions Matter Most in Predicting Bz within Coronal Mass Ejections
研究通过分析42个特征，发现数密度和磁场强度是预测ICME内Bz最小值的最重要上游太阳风条件，反映了CME压缩环境太阳风的程度。
2023-03-30 astro-ph.SR physics.space-ph
Turbulence, intermittency and cross-scale energy transfer in an interplanetary coronal mass ejection
本文利用Wind卫星数据研究ICME中的MHD湍流，通过谱指数、平坦度标度指数和三阶矩标度律验证湍流充分发展，并发现ICME鞘层内能量传输率异常高且间歇性增强。
2022-12-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph 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
Quantifying the Propagation of Fast Coronal Mass Ejections from the Sun to Interplanetary Space Combining Remote Sensing and Multi-Point in-situ Observations
为了全面了解太阳日冕物质抛射（CME）向1 au以上深行星际空间的传播和演化过程，我们对第23太阳活动周的7个CME进行了运动学分析。这些事件需要有协调一致的日冕观测、行星际II型射电爆发以及在地球和近地天体的多点现场测量。一个毕业的圆柱壳模型，一个没有自由参数的分析模型和磁流体动力学模型被用来推导CME运动学在太阳附近，量化的CME/冲击波在太阳-地球空间的传播，并连接在地球和地球的原位签名，分别。我们发现，每一个7 CME驱动的冲击经历了一个重大的减速之前，达到1天文单位，此后传播从地球到更大的距离逐渐减速。得到的CME/冲击波传播轮廓为每种情况下是大致一致的所有的数据，这验证了简单的分析模型的有用性CME/冲击波传播在日光层。对CME运动学的统计分析表明，CME越快，减速越大，1 au内减速时间越短。其中几次事件的磁暴主要是由鞘区向南的磁场引起的。特别是，CME驱动的冲击和前面的喷出物之间的相互作用显着增强了预先存在的向南磁场，并引起了严重的复杂的磁暴。
2019-08-13 astro-ph.SR physics.space-ph
Composition Structure of Interplanetary Coronal Mass Ejections From Multispacecraft Observations, Modeling, and Comparison with Numerical Simulations
我们提出了一个分析的铁离子组成的两个行星际日冕物质抛射在2007年5月21日至23日观察到的ACE和STEREO航天器的背景下的磁结构的喷出物通量绳，鞘区，和周围的太阳风流。这种分析是可能的，由于多航天器数据插值，重建和可视化的最新进展，以及从最近的MHD模拟磁击穿和磁通量消除CME启动的离子电荷状态建模的结果。我们使用这些进展来解释的ICME等离子体组合物的磁拓扑结构和CME的演变产生的具体功能。我们发现，在这两个数据和我们的MHD模拟，通量绳中心是相对较冷的，而电荷状态增强包围和跟踪通量绳。ICME的磁取向暗示了在喷发过程中的磁爆发式重联，这可以解释所观察到的铁增强物的空间位置正好在传统的磁绳磁特征之外和两个ICME之间。模拟和数据之间的详细比较更加复杂，但在第二磁通绳期间ACE和STEREO-A数据中高铁电荷状态的急剧增加与磁通抵消结果中的类似特征相对应。我们讨论了这种集成的原位数据分析和建模方法的前景，以推进我们的统一CME到ICME演变的理解。
2012-11-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Evolution of coronal mass ejections and the corresponding Forbush decreases: modelling vs multi-spacecraft observations
行星际日冕物质抛射（ICME）以及其他行星际瞬变现象的一个非常常见的原位特征是福布什减少（FD），即银河宇宙线（GCR）通量的短期减少。两步FD通常被认为是教科书上的例子，它的特殊形态可能是由于测量仪器迎面穿过ICME，首先遇到冲击波阵面（如果形成的话），然后是鞘层，最后是CME磁结构。GCR与激波/鞘层区的相互作用以及CME的磁结构从太阳到地球一直发生，因此，FD有望反映CME及其鞘层的演化特性。我们应用建模到不同的ICME区域，以获得一个通用的两步FD配置文件，这定性地同意我们目前的基于观测的理解FD。接下来，我们调整模型的能量依赖性，使不同的GCR测量仪器（因为它们在不同的粒子能量范围内测量）进行比较。我们测试这些建模工作对一组多航天器观测同一事件，使用福布什减少模型的扩大通量绳（ForbMod）。我们发现一个合理的协议的ForbMod模型的GCR抑郁症的CME磁结构与多航天器的测量，表明模拟FD反映CME的演变。
2020-06-03 astro-ph.SR
Determination of CME orientation and consequences for their propagation
本研究通过GCS三维重建和椭圆拟合确定22个CME-ICME事件的近太阳方向，结合原位数据研究鞘层非径向流，发现高倾角事件中y/z流量比更大，表明CME方向影响其传播。
2022-04-21 astro-ph.SR physics.space-ph
Influence of ICME-driven Magnetic Cloud-like and Sheath Region induced Geomagnetic Storms in causing anomalous responses of the Low-latitude Ionosphere: A Case Study
本研究发现2021年10月31日弱地磁暴期间印度低纬电离层异常增强，主要归因于非波动南向行星际磁场及穿透电场与极向中性风的协同作用，而非暴强度本身。
2024-12-19 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
First Taste of Hot Channel in Interplanetary Space
热通道（HC）是由\textit{Solar Dynamics Observatory}上的大气成像组件（AIA）首次揭示的内日冕高温（$\sim$ 10 MK）结构。HC的爆发常与耀斑和日冕物质抛射有关。以往的研究表明，HC是一个很好的替代磁通量绳（MFR）的内日冕，除了另一个众所周知的MFR候选者，有一个正常的日冕温度（$\sim$ 1-2 MK）的磁共振腔结构。本文报道了HC爆发引起的行星际日冕物质抛射中的高温结构（HTS，$\sim$ 1.5 MK）。根据对双向电子、高温高密度、强磁场以及激波、鞘层和等离子体堆积区的观测，我们认为高温超导体是HC的行星际对应体。高温超导体的尺度约为14 R $_\odot$，即使在1 AU处也保持着比背景太阳风高得多的温度。它与典型的磁云（MC）有很大的不同，后者通常具有更低的温度。我们的研究表明，在HC前面存在一个共转相互作用区，形成一个磁容器，抑制HC膨胀和冷却到低温。
2015-02-16 astro-ph.SR
Forbush Decreases during strong Geomagnetic Storms: Time Delays, Rigidity Effects, and ICME-Driven Modulation
本研究利用高分辨率数据分析福布什下降与地磁暴的关系，发现CME驱动的FD与风暴相关性更强，且FD振幅随刚度呈两阶段线性下降。
2025-08-13 astro-ph.SR physics.space-ph
Sun-to-Earth Observations and Characteristics of Isolated Earth-Impacting Interplanetary Coronal Mass Ejections During 2008-2014
分析了2008年1月至2014年8月期间发生的孤立的撞击地球ICME样本，以详细研究与相应CME相关的灯丝喷发类型有关的ICME原位特征。对于地球定向日冕物质抛射，使用STEREO-A、B COR 1和COR 2日冕仪和日光层成像仪HI 1进行了运动学研究。基于外推的日冕物质抛射运动学，我们确定了相互作用的日冕物质抛射，这被排除在进一步的分析之外。应用这种方法，一组31个孤立的地球撞击日冕物质抛射明确确定，并与现场测量记录的风航天器。我们将这些事件按日冕物质抛射源的位置和相关的暗条喷发类型分为不同的子集。因此，事件被分为三个子样本：活动区（AR）CME，消失的灯丝（DSF）CME和隐形CME。相关的三组ICME进一步分为两个子集：磁障碍（MO）事件（其中四个是隐形的），包括至少部分暴露通量绳特征的ICME，以及喷出物（EJ）事件，没有显示出这些特征。在下一步中，MO事件进行了更详细的分析，考虑到磁场强度和等离子体特性在三个不同的部分ICME，定义为湍流鞘（TS），锋区（FR），和MO本身。分析揭示了AR，DSF和隐形ICME的各种定义明确的相关性，我们考虑基本的物理概念对其进行了解释。我们的研究结果支持这一假设，ICME显示不同的签名取决于在原地航天器的轨迹，在顶点与侧翼命中。
2020-08-24 astro-ph.SR physics.space-ph
Characterizing proton polytropic indices inside near-Earth magnetic clouds and ICME sheaths
本研究利用 Wind 在 1 AU 的大样本观测估算磁云、鞘区和太阳风中的质子多方指数，揭示其高—低—高分布，并支持磁云受日冕热传导外部加热。
2025-07-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Probing coronal mass ejections inclination effects with EUHFORIA
本研究利用 EUHFORIA 三维磁流体动力学模型模拟了两个仅倾角不同的球马克CME，通过81个虚拟航天器数据分析发现CME倾角影响鞘层演化、非径向流及拖曳参数，且鞘层持续时间随径向距离增加而在侧翼增速更快。
2024-08-27 astro-ph.SR physics.space-ph
Analysing Turbulent Energy Cascade in a Coronal Mass Ejection using Empirical Mode Decomposition
Università di Trento（特伦托大学）；Università della Calabria（卡拉布里亚大学）
本文利用经验模态分解与希尔伯特谱分析研究2013年6月27日观测到的日冕物质抛射事件中湍流特性，发现ICME通过时改变了湍流能分布，EMD-HSA方法比传统傅里叶方法更稳定。
2026-04-01 astro-ph.SR
Permutation Entropy and Complexity Analysis of Large-scale Solar Wind Structures and Streams
本文利用排列熵、复杂性分析及Hurst指数对1 au处太阳风磁场波动进行统计研究，发现不同太阳风类型在较大时间尺度上存在显著差异，表明该方法是表征太阳风及研究其波动本质的有用工具。
2024-03-25 astro-ph.SR physics.space-ph
Large Geomagnetic Storms Associated with Limb Halo Coronal Mass Ejections
由于太阳和日光层观测站飞行任务所载的大角度和光谱日冕物质抛射仪具有高动态范围和扩大的视场，在第23个太阳活动周观测到了数百次晕日冕物质抛射。超过三分之二的日冕物质抛射起源于太阳正面，被发现是地球效应的（Dst < -50 nT）。已经发现晕CME的开始和随后的地磁暴的峰值之间的延迟时间取决于太阳源位置（Gopalswamy等人，2007年）。特别是，临晕日冕物质抛射（源经度> 45度）的延迟时间平均要短20%。认为由临晕引起的磁暴是由于行星际日冕物质抛射（ICME）的鞘层部分引起的，因此可以解释较短的延迟时间。我们证实了这一建议，通过检查鞘和喷出物部分ICME风和ACE数据，对应的肢体晕。详细的检查表明，三对肢体晕是相互作用的事件。五个盘晕之后的磁暴实际上是由其他盘晕产生的。风暴之后的四个孤立的边缘晕和那些与相互作用的边缘晕，都是由于鞘的ICME部分。
2009-03-16 astro-ph.SR
20 Years of ACE Data: How Superposed Epoch Analyses Reveal Generic Features in Interplanetary CME Profiles
行星际日冕物质抛射（ICME）是从日冕传播到行星际介质的磁性结构。在L1天平动点进行了20多年的观测，ACE提供了数百个ICME，这些ICME在几个太阳周期的不同时间被探测到，具有不同的特征，如传播速度。我们调查了一个重访的目录超过400 ICME使用叠加历元的方法的平均值，中位数，和最可能的值的分布的磁场和等离子体参数。我们还研究了ICME相对于太阳风的速度、太阳活动周期以及磁云的存在对ICME的影响。我们发现，快速传播的ICME（相对于前面的太阳风）仍然显示出在1 AU的压缩迹象，如压缩鞘和磁场的不对称轮廓。虽然太阳活动周期的演变并不影响ICME的一般特征，但在活动周期的活动部分有更多的极端事件，扩大了所有参数的分布。最后，我们发现有或没有检测到磁云的ICME显示出类似的配置文件，这证实了没有检测到磁云的ICME更远离磁绳核心的假设。这种研究提供了对形成太阳风中ICME总体特征的过程的一般性了解，并可在今后太阳系不同地点的飞行任务中加以推广。
2020-11-10 astro-ph.SR
A Catalog of Automatically Identified Multi-Signature ICMEs Observed by Solar Orbiter
University of Texas at San Antonio（得克萨斯大学圣安东尼奥分校）；Southwest Research Institute（西南研究院）；University of Michigan（密歇根大学）
利用多距离归一化ICME标准，对太阳轨道器原位测量数据识别出138个日冕物质抛射（ICMEs）并编目。分析其特征，对比鞘层相关与非相关ICMEs，还研究重离子特征，为多任务研究等提供基准。
2026-07-07 astro-ph.SR
Effects of coronal mass ejection orientation on its propagation in the heliosphere
本研究分析1997–2018年31组CME-ICME关联，结合日冕仪椭圆拟合与近地原位数据，发现ICME朝向显著影响鞘区非径向流，但对整体阻力无显著影响。
2023-09-27 astro-ph.SR physics.space-ph
The effect of stream interaction regions on ICME structures observed in longitudinal conjunction
我们研究两个行星际日冕物质抛射（ICMEs）观测在水星和1天文单位的航天器在纵向连接，调查的问题：是什么原因引起的剧烈变化，观察到在一些ICMEs在传播过程中，而其他ICMEs保持相对不变？两个ICME中，第一个相对自相似地传播，而第二个经历了显着的变化，其属性。我们专注于大规模的共转结构的存在或不存在的ICME传播空间之间的水星和1 AU，已被证明会影响ICME磁结构的取向和ICME鞘的属性。我们使用无力磁绳拟合以及Nieves-Chinchilla等人（2019）的分类来确定两个位置处的磁绳方向。我们还使用测量等离子体特性在1 AU，鞘和ME与日心距离的大小演变，并确定在传播空间中的结构的基础上，在原位数据，遥感观测和模拟的稳态太阳风，以补充我们的分析。结果表明，在一个ICME中观察到的变化可能是由流相互作用区域引起的，而ICME表现出很小的变化没有与汞和1 AU之间的任何瞬变相互作用。这项工作提供了一个例子，说明如何与太阳风中的共转结构的相互作用，可以引起ICME的根本变化。我们的研究结果可以帮助奠定基础，改进预测ICME属性在1 AU。
2021-05-21 astro-ph.SR physics.space-ph
Comparison of CME/shock propagation models with heliospheric imaging and in situ observations
快速日冕物质抛射（CME）及其相关激波到达时间的预测是空间天气研究中非常需要的。本文利用数据引导激波到达时间模型（DGSTOA）和数据引导激波传播模型（DGSPM）预测了与快速日冕物质抛射相关的行星际激波的运动学演化。DGSTOA基于太阳风参考系中激波的相似理论，DGSPM基于静止参考系中激波的非相似理论。输入是通过应用于STEREO成像观测的几何三角测量方法以及调和平均近似获得的最大速度时刻CME锋面的运动学。输出提供了相关冲击的后续传播。我们将这些模型应用于2012年1月19日，1月23日和3月7日的CME。我们发现，冲击模型预测相当不错的冲击波的传播后，脉冲加速。这些模型预测的冲击波到达地球的时间和当地的传播速度与现场测量的风是一致的。我们还使用基于阻力的模型（DBM）作为比较，发现它预测在快速减速阶段后比冲击模型更陡的减速。1AU处DBM的预测与随后的ICME或鞘层结构一致，而不是前面的冲击。这些结果表明，这里使用的冲击模型的适用性与快速日冕物质抛射行星际冲击未来的到达时间预测。
2016-07-19 astro-ph.SR physics.space-ph
A Survey of Coronal Mass Ejections Measured In Situ by Parker Solar Probe During 2018-2022
本文统计PSP在2018–2022年原位测量的28个ICME，分析其磁场构型、ME膨胀、鞘区涨落与DiP不对称性，揭示近太阳径向演化规律。
2024-03-05 astro-ph.SR physics.space-ph
Multi-point shock and flux rope analysis of multiple interplanetary coronal mass ejections around 2010 August 1 in the inner heliosphere
我们提出了一个复杂的序列的日冕物质抛射（CME），这可能是一个基准事件的数值和经验空间天气预测模型的多点原位观测。2010年8月1日，各种太空任务（太阳动力学观测台/太阳和日光层观测台/日地关系观测台）的仪器监测到了几个起源于太阳盘中心数十度范围内的日冕物质抛射。我们比较了它们在四个相距甚远的位置上的印记，跨越日光层经度120度，从太阳到信使号（0.38 AU）到金星快车（VEX，0.72 AU）的径向距离，到地球附近的风，ACE和ARTEMIS，以及STEREO-B接近1 AU。计算每个位置的激波和通量绳参数，指出激波的非球形形状，并显示行星际日冕物质抛射（ICME）的全球配置，它们相互作用，但似乎没有合并。VEX和STEREO-B观测到类似的磁通量绳（MFR），与Wind观测到的结构形成对比。磁暴非常强烈，Dst指数达到两个最小值（~ -100 nT），这是由激波后面的鞘区和两个观测到的MFR之一造成的。信使号受到了ICME的一次侧击，事件完全错过了STEREO-A。观测结果表明，共振太阳爆发可能会使至少1/3的日光层沉浸在黄道中，并具有独特的等离子体和磁场特征。我们还强调，将从单一航天器观测得出的局部观点与一致的全球图景联系起来是困难的，这表明可能会改变ICME的经典图景。
2012-09-13 astro-ph.SR
Visualizing the Magnetic Structure in Interplanetary Coronal Mass Ejections with ATHARV
Indian Institute of Science (IISc)（印度科学研究所）；Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences (ARIES)（阿里亚巴塔观测科学研究所）；Mahatma Jyotiba Phule Rohilkhand University（马哈特玛·乔蒂巴·普尔罗希尔坎德大学）；Indian Institute of Technology Delhi（德里印度理工学院）；Indian Institute of Space Science and Technology (IIST)（印度空间科学与技术学院）；IISER Kolkata（加尔各答印度科学教育研究所）
本文介绍了一种名为ATHARV的分析工具，通过将原位时间序列测量重映射到空间坐标，并结合多点观测，揭示了ICME内部磁场的三维结构和不均匀性。
2026-06-01 astro-ph.SR
Thermal properties of interplanetary coronal mass ejections at 1 AU and their connection to geoeffectiveness across solar cycles 23-25
研究通过分析太阳活动周期23-25中ICMEs的热状态，发现加热MEs在太阳极大期占主导，其Gamma_p值随周期变化，揭示了热力学状态与地磁效应的关系。
2025-12-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Statistical Analysis of Solar Events Associated with Storm Sudden Commencements over One Year of Solar Maximum during Cycle 23: Propagation from the Sun to the Earth and Effects
以2002年ISGI列出的32个风暴突发事件（SSCs）为出发点，根据观测资料（传播时间、速度比较、磁场旋转方向、无线电波）进行多判据分析，将它们与太阳源联系起来。我们确定了它们在行星际介质中的影响，并研究了地球电离和中性环境的响应。我们发现28个SSC与44个日冕物质抛射（CME）有关，其中15个与一个独特的CME有关，13个与一系列的多个CME有关，其中19个与晕CME有关; 19个速度大于1000 km/s的最快CME中有12个是晕CME。如果日冕物质抛射是晕日冕物质抛射，则SSC发生的概率为75%。两个日冕物质抛射之间的复杂相互作用和它们的轨迹的修改已经使用联合白光和多波长无线电观测进行了研究。在导致32个SSC的激波之后，L1处的太阳风结构是12个磁云（MC），6个没有MC结构的行星际CME（ICME），4个不能明确归类为ICME的其他结构，5个共转或流相互作用区（CIR/SIR）和4个孤立的激波事件;注意，一个CIR导致两个SSC。2002年3个或更多MC目录中列出的11个MC与SSC有关。对于与MC有关的3个最强磁暴，我们注意到2个Dst的突然增加，在鞘的到来和MC本身的到来。对地球影响最大的事件是MC，因为其中92%会引发中等或强烈的风暴，其次是ICME（33%）。在最好的情况下，CIR/SIR只会引起弱风暴。我们发现，这些地球效应事件（ICME或MC）触发或加强地…
2018-03-20 astro-ph.SR physics.space-ph
Thermal and Turbulence Characteristics of Fast and Slow Coronal Mass Ejections at 1 AU
本研究利用Wind数据分析1 AU处两个ICMEs的热力学与湍流特性，发现磁抛射物近等温且存在持续加热，快速ICME呈Kolmogorov湍流，慢速ICME湍流较弱，并识别出间歇性结构，强调加热与湍流在ICME演化中的关键作用。
2025-05-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Suzaku detection of enigmatic geocoronal solar wind charge exchange event associated with coronal mass ejection
朱雀探测器在2013年4月14-15日探测到与太阳爆发有关的软X射线背景增强。太阳爆发伴随着一个M6.5的太阳耀斑和一个带有磁通量绳的日冕物质抛射。增强的软X射线背景在半天内出现轻微变化，然后在几个小时内出现清晰的变化。前者的光谱是由氧发射线，而后者的特点是由一系列的发射线，从高度电离的碳到硅。软X射线增强起源于地冠太阳风电荷交换。然而，与ACE和WIND卫星测量的太阳风质子通量似乎没有显著的时间相关性。从其它太阳风特征来看，我们认为伴随着日冕物质抛射的行星际激波和紧接着激波后面的湍流鞘压缩了周围的太阳风离子，从而导致了软X射线的增强。此外，富集的发射谱线被推测是由于日冕物质抛射中一组不寻常的离子丰度和电离状态。我们发现一个更好的时间相关性与太阳风α通量，而不是太阳风质子通量。我们的研究结果表明，太阳风质子通量并不总是一个很好的指标地冠太阳风电荷交换，特别是与日冕物质抛射。相反，太阳风阿尔法通量应在天文观测中检测到这种软X射线增强时进行研究。
2019-02-19 astro-ph.SR physics.space-ph
Magnetohydrodynamic Simulation of a Coronal Mass Ejection Observed During the Near-radial Alignment of Solar Orbiter and Earth
本研究使用恒定旋转磁通量绳（CTFR）模型模拟SolO与地球近乎径向对齐期间观测到的隐形ICME，发现该模型能高精度重现两处旋转磁场特征，验证了其在ICME磁场重现中的有效性。
2025-01-31 astro-ph.SR physics.space-ph
Unprecedented Multipoint Observation of Spatially Varying ICME Turbulence of Different Ages during October 2024 Extreme Solar Storm at 1 AU
Space Physics Laboratory, Vikram Sarabhai Space Centre, Indian Space Research Organization（印度空间研究组织维克拉姆萨拉巴伊航天中心空间物理实验室）；Department of Physics, University of Kerala（喀拉拉大学物理系）；National Institute for Astrophysics, Institute for Space Astrophysics and Planetology（意大利国家天体物理研究所空间天体物理学与行星科学研究所）；Centre for Space Science and Technology, Indian Institute of Technology Roorkee（印度鲁尔凯理工学院空间科学与技术中心）；Physical Research Laboratory（物理研究实验室）
本文通过多卫星观测揭示了2024年10月极端太阳风暴中ICME湍流的空间变化特征，分析了不同距离下的湍流成熟度和各向异性，发现激波诱导能量注入显著改变了鞘湍流，并指出磁重联等内部过程对ICME演化的影响。
2026-04-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Low-Latitude Auroras: Insights from 23 April 2023 Solar Storm
本研究结合多航天器原位粒子数据与地磁观测，分析2023年4月印度Hanle观测到的低纬度红极光，明确极光未抵达印度，解释了其由极光卵高处发射及卵区向赤道微扩导致的成因，深化了对低纬度极光的认识。
2024-04-25 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Modelling a multi-spacecraft coronal mass ejection encounter with EUHFORIA
日冕物质抛射（CME）是太阳喷发性质的一种表现。它们可能对地球产生巨大影响，但也会对人类在空间和地面上的活动产生巨大影响。因此，模拟它们在行星际空间传播时的演变至关重要。EUHFORIA是一个数据驱动的物理模型，通过背景太阳风条件跟踪日冕物质抛射的演变。它采用了球马克磁通绳，这为它提供了重建CME的内部磁场配置的优势。这是迄今为止用于空间天气预报的更简单的圆锥CME模式所不包括的。这项工作旨在评估EUHFORIA中包含的spheromak CME模型。我们采用spheromak日冕物质抛射模式重建了一个观测良好的日冕物质抛射，并将模式输出与现场观测结果进行了比较。我们专注于从2013年1月6日爆发遇到的两个径向对齐的航天器，金星快车和STEREO-A。我们首先分析了CME爆发源的观测特性，并提取了CME从太阳起飞时的特性。使用这些信息，我们设置EUHFORIA运行来模拟事件。该模型预测的到达时间从半天到一整天提前在原地观察到的，但从类似的研究建立的错误。在建模领域，CME似乎主要向南传播，这与CME在太阳附近爆发的白光图像一致。为了得到观测到的磁场拓扑，我们选择了一个球磁旋转角，使球磁的对称轴垂直于极性反转线（PIL）的方向。模拟的磁场分布、其幅度、到达时间和鞘层区域长度都受到模拟的spheromak半径的选择的影响。
2021-05-25 astro-ph.SR
