Effects of interplanetary shock inclinations on nightside auroral power intensity
我们推导出快速前进行星际（IP）冲击速度和冲击角，以研究1995年1月至2013年12月使用ACE和WIND航天器数据发生的461个IP冲击的地球有效性。地磁活动是根据SuperMAG项目数据推断的。SuperMAG是一个大型的连锁系统，使用300多个地面站来计算传统地磁指数的增强版本。SuperMAG极光电射SME指数是传统AE指数的增强版本，被用作极光功率（AP）指标。由冲击波冲击触发的AP强度跳跃与冲击波速度和冲击角相关。结果表明，高AP强度事件通常发生在高速IP冲击地球磁层时，冲击法线几乎平行于日地线。这一结果表明，对称和强大的磁层压缩导致强烈的极光能量释放的有利条件，如先前的模拟和观测所示。一些潜在的机制将被讨论。
2016-01-08 physics.plasm-ph physics.space-ph
Different types of ion populations upstream of the 8 October 2013 interplanetary shock
我们首次表明，不同类型的超热离子分布可能存在于一个单一的行星际激波上游。ACE和两颗ARTEMIS卫星在2013年10月8日观测到了一次冲击。ARTEMIS P1和P2航天器首次观测到来自冲击波的场对准离子（P1）和旋转离子（P2）。随后是中间离子，后来是扩散的人口。在P2位置，激波的阿尔夫文马赫数为M $_A$ =5.7，并且几乎是准垂直的（$θ_{Bn}$ =47 $^\circ$）。在P1航天器上，激波较弱（M $_A$ =4.9），且更垂直（$θ_{Bn}$ =61 $^\circ$）。因此，观察到的超热离子和超低频波的性质有些不同。在P2处，ULF波更强烈，并且从激波向上游延伸得更远。在激波静止系中，场取向和旋转离子的能量为$\sim$ 20 keV，远高于在较强（M $_A$ =6-7）的地球弓形激波情况下的能量，后者的能量小于10 keV
2017-11-03 astro-ph.SR physics.space-ph
First observations of irregular surface of interplanetary shocks at ion scales by Cluster
我们提出的第一个观测证据的不规则表面的行星际（IP）的冲击，通过使用多航天器观测的集群任务。我们总共讨论了四个具有中等阿尔夫文马赫数（M $_A\leq$ 6.5）的IP激波的观测结果。其中三个是上游$β$ = 2.2--3.7的高$β$激波。在观测到这些激波的时候，星团航天器形成了星座，其航天器间的间隔从小于一个上游离子惯性长度（d $_i$）到100 d $_i$不等。以公里表示，距离范围在38~km和$\sim$ 10 ~ $^4$ ~km之间。我们发现，磁场剖面和当地的冲击法向观测到的冲击是非常相似的航天器的顺序时，一个d $_i$分开，但显着不同的距离增加到10个或更多的d $_i$。我们解释这些差异是由于IP冲击的不规则表面，并讨论这种不规则性的可能原因。我们加强我们的解释，通过比较观察到的冲击剖面与模拟冲击剖面。后者具有与观测到的激波相似的特征（M $_A$、$θ_{BN}$、上游离子$β$），并且在整个模拟域的分离处获得的剖面相当于星团航天器间的距离。
2019-03-27 astro-ph.SR physics.geo-ph physics.plasm-ph
Kinetic Properties of an Interplanetary Shock Propagating inside a Coronal Mass Ejection
利用Wind卫星的现场观测资料，研究了1998年8月6日在1天文单位观测到的行星际日冕物质抛射（ICME）中典型快模激波的动力学性质，包括粒子分布和波动分析。在动力学尺度上研究了激波和激波-ICME相互作用，得到了以下主要结果：（1）在激波斜坡附近观察到回旋离子，它除了提供波粒相互作用外，还提供激波处的能量耗散;（2）尽管冲击等离子体的质子温度各向异性增强，ICME内部的低等离子体β将冲击等离子体约束在离子回旋和镜模不稳定性的阈值之下;（3）在激波周围观察到哨声热流不稳定性，它能通过回旋共振使晕电子俯仰角散射，并能解释ICME内双向电子的消失和正常的电子加速;（4）激波附近的哨声波可能与激波斜坡处激发的哨声热流不稳定性有关，这与激波可能起源于激波斜坡的结果一致;（5）哨声与Wilson等人观测到的小激波哨声具有相似的特征，提供了可能的证据，表明由于ICME内部的强磁场，冲击波正在衰减。
2018-05-29 astro-ph.SR physics.space-ph
Numerical simulations of particle acceleration at interplanetary quasi-perpendicular shocks
使用测试粒子模拟，我们研究粒子加速高度垂直（$θ_{Bn}\geq 75^\circ$）冲击的条件下建模的磁湍流。利用观测到的行星际激波参数，采用时间回溯法求解Newton-Lorentz方程，并将模拟结果与$ACE$ /EPAM观测结果进行比较，得到了粒子加速的注入能量和时间尺度.通过我们的建模和观察，我们发现，一个大的上游速度是负责有效的粒子加速。我们的研究结果还表明，准垂直冲击能够加速热粒子的高能量的顺序为MeV的kappa和麦克斯韦上游分布，这可能源于这样一个事实，即在我们的模型中的本地背景磁场有一个组件平行于冲击法线。
2017-06-05 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Proton Temperature Anisotropy Across Interplanetary Shocks: A Statistical Analysis with WIND observations
University of Alabama in Huntsville（亨茨维尔阿拉巴马大学）；Center for Space Plasma and Aeronomic Research (CSPAR)（空间等离子体与天文研究中心）
研究行星际激波对质子温度各向异性的影响，通过统计分析发现激波几何、压缩和距离影响各向异性，揭示非绝热过程的重要性及不稳定性调节机制。
2026-04-02 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Electron energy partition across interplanetary shocks: III. Analysis
作为IP激波附近电子速度分布函数的第三部分也是最后一部分，对Wind航天器在1 AU附近的52个行星际（IP）激波的$\pm$ 2小时内观测到的15，210个电子速度分布函数（VDFs）的模型拟合结果进行了分析。核心电子和质子在部分与总热压比的大小和变化方面占主导地位，核心电子通常获得与质子一样多或更多的热量。只有一个温和的正相关性之间的电子温度和整个冲击的动能变化，而较弱的，如果有的话，发现与任何其他宏观冲击参数的相关性。VDF参数与激波法线角无关。电子VDF从一个狭窄的尖峰核心与燃烧的超热尾在上游的一个稍微热的核心与陡峭的尾巴或更热的平顶核心，甚至更陡峭的尾巴下游的较弱和最强的冲击，分别演变。准静态和波动场的检查作为可能的机制修改的VDF，但都是不够的。例如，平顶VDF可以通过非线性离子声波随机加速（即，非弹性碰撞），而其他工作表明，它们是准静态和波动场的组合。这三个部分的研究表明，不仅是这些系统在本质上不是热力学的，即使是动力学模型可能需要修改，包括像非弹性碰撞运营商，以正确的模拟电子VDF演变跨越冲击或在太阳风。
2020-01-24 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Dynamics of He++ ions at interplanetary and Earth's bow shocks
由于行星际激波的厚度很小，相对于航天器的速度很高，因此对行星际激波的精细等离子体结构进行实验研究是非常困难的。本文研究了行星际激波和地球弓形激波通过时，太阳风等离子体中二次电离氦离子（4 He ++离子或α粒子）参数的变化。我们使用了安装在SPEKTR-R卫星上的BMSW（太阳风明亮监测器）仪器收集的高时间分辨率数据，该仪器在2011年8月至2019年期间运行。分析了20个行星际激波的He++离子的MHD参数（体积速度Va、温度Ta、绝对密度Na和氦丰度Na/Np），并与25个地球弓形激波穿越的类似参数进行了比较。还分析了WIND、Cluster和THEMIS卫星的测量结果。研究了氦丰度Na/Np的变化与参数β_{i}、θ_{Bn}和M_{ms}的相关性。发现Na/Np与θ Bn之间存在相关性：θ Bn越小，IP激波后Na/Np下降越大。对于地球的弓形激波过境，我们发现一个显着增加的氦丰度Na/Np在准垂直事件。
2022-08-26 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Energetic Particle Pressure at Interplanetary Shocks: STEREO-A Observations
我们研究期间STEREO-A观测到的高能粒子强度升高时，高能（$\geq$ 83千电子伏）质子（$P_{EP}$）施加的分压大于行星际磁场（$P_{B}$）施加的压力。在大多数情况下，这些周期与行星际激波的通过有关。当$P_{EP}$超过$P_{B}$一个数量级以上的周期观察到在上游地区的快速行星际激波的低磁场区域与高能粒子强度的增加相一致。当太阳风参数可用时，$P_{EP}$也超过了太阳风热粒子数（$P_{TH}$）施加的压力。当被一个接近的激波加速的高能粒子遇到一个以低磁场大小和稀薄太阳风密度为特征的激波上游区域时，也可能出现$P_{EP}$ $>$ $P_{B}$和$P_{EP}$ $>$ $P_{TH}$的延长周期（$>$ 12 h）。无论$P_{EP}$、$P_{B}$和$P_{TH}$的个体变化如何，在冲击的直接上游区域观察到总和$P_{SUM}$ = $P_{B}$ + $P_{TH}$ + $P_{EP}$的准指数增加，表明$P_{EP}$和以$P_{B}$和$P_{TH}$为特征的背景介质的压力之间存在耦合。$P_{SUM}$的准指数增加意味着对流指数径向梯度$\partial{P_{SUM}}/\partial{r}$ $>$ 0，导致对冲击上游的等离子体施加向外的力。这种力量可以通过流动的高能粒子流上游的冲击，在最强烈的事件，驱动电流能够产生抗磁腔和凹陷的太阳…
2015-09-15 astro-ph.SR physics.space-ph
An Overview of Solar Orbiter Observations of Interplanetary Shocks in Solar Cycle 25
本研究利用太阳轨道器的新观测数据，对第25太阳活动周上升期内日球层首批100个行星际激波开展普查，分析其参数、波动环境及高能粒子响应，并公开相关数据与激波识别算法。
2024-10-31 astro-ph.SR physics.space-ph
In Situ Observations of Preferential Pickup Ion Heating at an Interplanetary Shock
非热拾取离子（PUI）是在太阳风（SW）中通过SW离子（SWI）与星际慢中性原子之间的电荷交换而产生的。长期以来，人们一直认为，与热SWI相比，PUI应该优先在准垂直冲击下加热，但没有直接观察到。本文利用新视野号的绕冥王星太阳风（SWAP）仪器，在距太阳34天文单位的位置，对行星际激波处的星际氢（H+）质子交换膜进行了原位观测。在这个冲击波中，H+ PUI只占总质子密度的百分之几，但包含了大部分的内部粒子压力。SW流速和同时加热的H+ SWIs观察到的冲击前逐渐减少，这表明上游高能粒子压力梯度。H+ SWI在冲击波上损失了约85%的能通量，H+ PUI优先被加热。此外，在冲击下游观察到PUI尾部，因此所有H+ PUI的能通量大约是H+ SWI的六倍。我们发现，H+ PUI，包括他们的超热尾，包含几乎一半的总下游能量通量的冲击帧。
2018-07-13 physics.plasm-ph physics.space-ph
Effect of interplanetary shock waves on turbulence parameters
本文通过统计Wind和Solar Orbiter观测的378个行星际快前向激波，系统研究了交叉螺旋度、剩余能量和磁螺旋度等湍流参数随激波特征的变化规律，揭示了上游到下游Alfvénic涨落减少而小尺度磁通量绳增多的趋势，为理解无碰撞激波处的湍流演化和粒子加速提供了观测依据。
2025-05-07 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The Rapid Variability of Electric Field Waves within and near interplanetary shock ramps: STEREO Observations
我们目前的STEREO观测1500质子回旋半径内的12行星际冲击，与长时间的突发模式电场收购S/WAVES使波的演变观察整个斜坡的行星际冲击。激波为低马赫数（$M_{f} \sim $ 1- 5）、准垂直激波（$θ_{Bn} \geq 45^{\circ}$），β（$β$）$\sim $ 0.2- 1.8。在上游、下游和激波斜坡中观察到频率、振幅和波模式的高度可变性。在每个区域的观测包括离子声波，电子回旋漂移不稳定性驱动波，静电孤立波，高频哨声模式波。我们还表明，第一次存在的“色散”的静电波的频率在离子声波范围和第一次观察到的电子回旋漂移不稳定性（ECDI）驱动的波在行星际冲击。大振幅波是爆发性的，在所有三个区域都可以看到，振幅从$\sim$ 5到$>$ 200 mV/m。所有波型在激波下游比上游更常见，通常在斜坡的$\sim$ 63000 km（$\sim 1500 ρ_{gi}$）内。
2020-10-07 physics.space-ph
The Wave-Regulated Precursor of a Near-Parallel Interplanetary Shock Observed by Parker Solar Probe
University of Turku（图尔库大学）；Space Sciences Laboratory, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校空间科学实验室）；National Taras Shevchenko University of Kyiv（基辅塔拉斯舍甫琴科国立大学）；Ben Gurion University of the Negev（内盖夫本古里安大学）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Eureka Scientific（尤里卡科学公司）；The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）；Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）
研究人员利用帕克太阳探测器观测太阳附近的近平行行星际快激波，首次分辨其上游波场的四个族，揭示了激波加速的上游调控机制。
2026-08-14 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
On the Role of Interplanetary Shocks in Accelerating MeV Electrons
本研究通过STEREO卫星数据，提出新滤波方法识别2007-2019年间与强行星际激波相关的MeV电子增加事件，发现9例明确案例，均与传输速度超900 km/s的CME驱动激波相关，表明此类激波在1 AU处可加速电子至MeV能量。
2023-01-13 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Irregular proton injection to high energies at interplanetary shocks
该研究通过观测高马赫数行星际激波上游超热粒子的非规则色散增强，提出其源于激波前不规则性导致的非规则注入，并与模拟对比，为远程天体物理系统研究提供新见解。
2023-10-17 astro-ph.HE physics.space-ph
Structure on Interplanetary Shock Fronts: Type II Radio Burst Source Regions
我们目前的\emph{in situ}观测行星际（IP）II型射电爆发的源区，使用的数据从风航天器在1996-2002年期间。我们展示了这项调查的结果以及对几个单独事件的深入分析。详细分析的每个事件都与行星际日冕物质抛射（ICME）和由ICME驱动的IP冲击有关。就在每次冲击的到来之前，沿行星际磁场（IMF）和相关的朗缪尔波的电子束被检测到，这意味着磁连接到一个quasivertical冲击波前加速网站。这些观测结果与在陆地前震区的观测结果类似，表明在IP激波锋面上也存在类似的前震区。类比表明，电子加速过程是一个快速的费米过程，这一建议是由电子分布函数中的损失锥功能证实。前震区的存在要求激波阵面上有非平面结构。利用风爆模式数据，分析前震电子，估计弯曲区域的尺寸。我们提出了第一次测量的横向，冲击平行尺度大小的IP前震区域。IP冲击波阵面上这些区域的存在可以解释II型爆发光谱中常见的精细结构。
2007-11-07 physics.space-ph
Magnetohydrodynamic Simulation of the Interaction between Interplanetary Strong Shock and Magnetic Cloud and its Consequent Geoeffectiveness
利用2.5维磁流体动力学（MHD）模型，在日球纬向平面内对观测到的“激波追上磁云（MC）”事件进行了数值研究。单个MC的模拟结果表明，MC旅行与恒定的整体流速。MC被注入非常强的固有磁场，在环境流中，并迅速扩大的大小最初。因此，MC的直径以渐近速度增加，而其角宽度逐渐收缩。同时，模拟了一个典型的MC和一个强的快激波从内边界产生并沿日球赤道传播的过程，两者之间相隔一定的距离。结果表明，激波首先追上前一个MC，然后穿过MC，最后与MC驱动的激波合并成一个更强的复合激波。激波阵面在行星际空间和MC体中的形态分别表现为中心凹状和光滑圆弧状。磁场的压缩和旋转是产生大磁暴的有效机制。MC被超车冲击高度压缩。间接地说，受MC影响的附带冲击波的传播时间取决于它们开始的时间间隔。当冲击波进入前一个MC核时，其最大的地球效应值也得到了相应的简化分析模型的一定程度的证实。用$Dst$指数进行量化，具体结果表明，单个MC的地质有效性大大增强，最大值增加80%。
2009-04-05 astro-ph.SR physics.space-ph
Multi-spacecraft observations of shocklets at an interplanetary shock
行星际激波是日光层的基本组成部分，观测它们的可能性\emph{in-situ}对于解决各种天体物理系统能量转换的重要方面至关重要。被称为小激波的陡波是行星弓形激波的重要结构，但它们很少被观察到与IP激波有关。我们在这里介绍了2021年11月3日由几个航天器在L1和近地太阳风观测到的异常强烈的IP激波上游观测到的小激波的首次多航天器观测。在距离太阳0.8天文单位的径向排列的太阳轨道器也探测到了同样的冲击波，但从其数据中没有发现小冲击波，从而有可能研究小冲击波形成的环境。风号航天器已被用于消除小激波，通过在激波法线方向上减速入射等离子体来预处理上游激波。最后，利用风观测资料以及ACE和DSCOVR航天器在L1的观测资料，以及THEMIS B和THEMIS C在近地太阳风的观测资料，讨论了充满小激波的行星际空间部分，估计其范围的下限在激波法线方向约为110 $R_E$，在激波法线的横向约为25 $R_E$。使用多个航天器还表明，对于这种强IP冲击，在大范围的局部相似性估计（9-64度）下观察到小冲击波。
2022-09-27 physics.space-ph
Interplanetary Shock Data Base
本研究更新了行星际激波数据库至603个事件，介绍了编制数据与方法，数据库已上传至Zenodo，审稿期受限、发表后公开，可为空间物理与空间天气研究提供支撑。
2023-08-22 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.space-ph
In-situ Measurement of the Energy Fraction in Supra-thermal and Energetic Particles at ACE, Wind, and PSP Interplanetary Shocks
行星际激波（IPs）对带电粒子的加速可以消耗等离子体压力的不可忽略的一部分。在这项研究中，我们选择了17个IP在$1\,\text{au}$现场观测的高级成分探测器（ACE）和风航天器，和1个激波在$0.8\,\text{au}$观测的帕克太阳探测器（PSP）。我们已经计算了超热和高能粒子（小于和大于$50\,\text{keV}$的质子和$30\,\text{keV}$的电子，分别）在上游和下游区域的时间依赖的分压。在冲击时间之前1小时和之后1小时对颗粒通量进行平均，以去除短时间尺度效应。使用MHD Rankine-Hugoniot跳跃条件，我们发现，总的上游能量通量转移到超热和高能下游粒子的分数通常是$\lesssim\!16\%$，与以前的观察和模拟。值得注意的是，通过考虑所有测量激波参数的误差，我们发现，对于任何给定的快磁声马赫数$M_{f}\!<7$，激波法线和平均上游磁场$θ_{Bn}$之间的角度与高能粒子压力无关;特别是，对于$θ_{Bn} \gtrsim 45^\circ$，高能粒子的分压不会降低。下游电子与质子的能量比在电子的范围$\gtrsim\!140\,\text{eV}$和质子的范围$\gtrsim\!70\,\text{keV}$内超过预期的$\sim\!1\%$，接近风事件的均分（$>\!0.1$）。
2022-02-22 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Shock Drift Acceleration of Ions in an Interplanetary Shock Observed by MMS
2018年1月8日，记录到一个行星际（IP）冲击波穿过磁层多尺度（MMS）星座。冲击上游的等离子体测量表明IP冲击斜坡中有效的质子加速：在IP冲击斜坡之前的上游大约三分钟（~8000 km）观察到2-7 keV的质子，超过上游波。2-7 keV质子的微分能通量（DEF）随着从斜坡到上游区域的距离而缓慢衰减（在距斜坡8个地球半径内下降约一半），并且与斜坡相比在下游中减少约四倍（在与~keV质子的回旋半径相当的距离内）。与试验粒子模拟的比较证实了加速太阳风质子并将其注入上游的机制是经典的激波漂移加速。这个观测到的质子被低马赫准垂直激波加速的例子可能适用于天体物理学背景，如超新星遗迹或宇宙射线的加速。
2020-02-19 physics.space-ph
The Role of Preceding CMEs and SIRs in Enhancing Shock Acceleration of Electrons
Nanjing University（南京大学）；University of Turku（图尔库大学）
该研究结合多源观测与模拟，发现大规模行星际结构（如CME、SIR、ICME）可优化上游磁环境，显著增强行星际激波对电子的加速效率，揭示了高能电子增强的关键机制。
2026-09-04 astro-ph.SR physics.space-ph
Interplanetary Shock-induced Magnetopause Motion: Comparison between Theory and Global Magnetohydrodynamic Simulations
磁层顶是地球磁层的外缘，也是太阳风和磁层等离子体之间的明显边界。在这封信中，我们使用全球磁流体动力学模拟来研究地球磁层顶的快速前进行星际冲击的各种强度的响应，并比较理论预测。理论和模拟表明，磁层顶的响应可以由三个不同的阶段，初始加速的惯性力被克服，一个快速的压缩阶段，包括大部分的行程，和大规模的阻尼振荡的振幅的地球半径的顺序。这两种方法在预测频率为2-13 mHz的太阳下磁层顶振荡方面一致，但模拟结果明显预测了更大的振幅和更弱的阻尼率。这一现象与空间天气预报密切相关，并为1972年8月和1991年3月发生大的行星际冲击之后观测到的磁层顶振荡提供了一种可能的解释。
2021-07-09 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
ARTEMIS Observations of Plasma Waves in Laminar and Perturbed Interplanetary Shocks
“月球与太阳相互作用的加速、重连、湍流和电动力学”（ARTEMIS）飞行任务提供了一个独特的机会，可以研究行星际冲击的结构以及与之相关的等离子体波的产生，其频率在~50-8000 Hz之间，因为其可以捕获长时间的电场和磁场脉冲波形。我们比较了11个准垂直行星际冲击波的波特性和发生率，并在10分钟内（上游约3200个质子回旋半径，下游约1900个质子回旋半径）的冲击斜坡的爆发数据。扰动激波被定义为在准静态磁场中具有振幅大于上游和下游平均磁场幅值之差的1/3的大振幅哨声前兆;层流激波缺乏这些大的前兆，并且具有平滑的、类似阶梯函数的过渡。除了以前观察到的波模式，包括离子声波，哨声，和静电孤立波，在离子声波频率范围内，显示快速的时间频率变化的波是常见的。在斜坡中具有爆发数据的两个层流激波的斜坡区域包含宽范围的大振幅波模式，而具有斜坡爆发数据的一个扰动激波不包含这样的波。通过波粒相互作用的能量耗散在这些层流激波中比在扰动激波中更为显著。层流激波的波发生率在过渡区，特别是斜坡，比下游高。扰动激波的下游波发生率大约是层流激波的2-3倍。
2021-03-22 physics.space-ph
Suprathermal Proton Spectra at Interplanetary Shocks in Hybrid Simulations
行星际冲击是超热离子群的拟议来源之一（即，离子的能量是太阳风能量的几倍）。在这里，我们提出的结果，从一系列的三维混合模拟碰撞冲击的太阳风。我们专注于冲击法向角，$θ_{Bn}$，和冲击速度，$V_s$的影响，产生质子的能量几到几百倍的上游等离子体的热能。$θ_{Bn}$和$V_s$的综合效应导致阿尔文马赫数在3.0到6.0范围内的激波和快磁声马赫数在2.5到5.0范围内的激波，代表中度到强烈的行星际激波。我们发现，$θ_{Bn}$在很大程度上组织的质子能谱的形状，而冲击速度控制加速效率。所有的冲击波加速质子在冲击波阵面，但光谱演变取决于$θ_{Bn}$。含$θ_{Bn} \geq 60^\circ$的激波在激波前沿产生孤立的超热质子爆发，而含$θ_{Bn} \leq 45^\circ$的激波在激波上游产生超热质子束。当$θ_{Bn} \geq 45^\circ$时，下游质子能谱具有指数或平滑的破幂律形式，而当$θ_{Bn} \leq 30^\circ$时，下游质子能谱具有单一幂律形式。最强冲击波下游的质子具有至少100倍于上游热能的能量，PDMATHAMR冲击波产生最高能量的质子，而$θ_{Bn} \geq 60^\circ$冲击波产生最多数量的质子，其能量至少是热能的几倍。
2020-06-03 physics.space-ph
Propagation of Interplanetary Shocks in the Heliosphere
本文利用多航天器观测数据研究两个行星际激波事件的参数演化，发现其形状受帕克螺旋和流相互作用区影响，快反向激波可导致激波面扭曲。
2023-07-06 physics.space-ph
Interplanetary Consequences of Coronal Mass Ejection Events occurred during 18--25 June 2015
本文回顾了2015年6月18日至25日期间发生在日地距离范围内的快速和广泛的日冕物质抛射（CME）事件的传播效应和行星际后果的初步结果。行星际闪烁（IPS）图像显示，日冕物质抛射驱动的扰动的大尺度结构几乎充满了整个内日球层，速度范围为$\sim$ 300- 1000 { \kmps }。IPS技术的内日光层和1 AU处的{ \it in-situ}测量结果的速度数据集的比较表明，低速风主导的日光层对日冕物质抛射传播施加的阻力可能无效。在1天文单位的冲击波的到来表明，一个冲击波可以驱动行星际介质的中心部分的移动日冕物质抛射，也可以由不同的部分远离其中心。能量为$>$ 10 MeV的质子通量的增加与CME前激波对粒子的加速一致。
2016-03-11 astro-ph.SR physics.space-ph
Acceleration of solar wind particles by traveling interplanetary shocks
研究了行星际球形激波中热太阳风质子在日冕物质抛射驱动下的加速。太阳风的速度分布表示使用$κ$ -功能，这是在响应于模拟的冲击转换在固定帧的流速，等离子体数密度，和温度。这些加热的太阳风的分布被指定为源谱在冲击，从该粒子具有足够的能量可以注入到扩散冲击加速过程。结果表明，冲击加速谱显示与压缩比的经典预期的幂律指数，扩散长度尺度必须超过压缩区域的宽度。激波加速谱的最大可达能量被发现是有限的行星际激波的渡越时间，而谱可能会加速到更高的能量，在存在更高水平的磁湍流或在更快移动的冲击。事实上，模拟表明，快速移动的冲击更有可能产生非常高能量的粒子，而与更硬的冲击加速谱相关的强冲击与更高强度的高能粒子有关。发现太阳风分布的先前加热在再现典型的高能风暴粒子事件的强度中补充冲击加速，特别是在注入能量高的地方。此外，模拟的$\sim$ 0.2至1兆电子伏的质子强度，自然再现所观察到的平坦的能谱之前，冲击通道。高能粒子加速从太阳风，由其先前的加热辅助，被证明有助于大大的强度在高能风暴粒子事件。
2019-05-21 physics.space-ph
Efficiency of particle acceleration at interplanetary shocks: Statistical study of STEREO observations
上下文其中，激波被认为是高能带电粒子的加速器。然而，关于加速效率和所需条件的许多问题尚未完全理解。特别是，电子被冲击加速的问题经常受到质疑。目的。在这项研究中，我们确定行星际冲击的效率为$<$ 100千电子伏的电子，离子在$\sim$ 0.1和$\sim$ 2兆电子伏的能量，所测量的太阳电子和质子望远镜（SEPT）仪器搭载的双日地关系天文台（STEREO）航天器。方法.我们采用了一个在线STEREO原位冲击目录，列出了2007年至2014年中期（由STEREO A观察到）和2013年底（由STEREO B观察到）观察到的所有冲击。总共列出了475次电击。为了确定这些冲击的粒子加速效率，我们分析了相关的强度增加（冲击尖峰）在冲击交叉。对于近相对论电子，我们考虑了SEPT仪器中可能存在的离子污染问题。结果最高的加速效率被发现为低能量的离子（0.1兆电子伏），这表明在27%的所有冲击的冲击相关的增加。2兆电子伏的离子只在5%的冲击波穿越过程中表现出相关的增加。对于电子来说，冲击几乎是无效的。只发现了5个与冲击相关的电子增加，这只相当于所有冲击交叉的1%。
2016-02-10 physics.space-ph
Impact Angle Control of Interplanetary Shock Geoeffectiveness: A Statistical Study
我们提出了一个调查的行星际（IP）冲击风和ACE卫星数据从1995年1月至2013年12月，研究IP冲击的地球有效性是如何控制IP冲击角。编制了一个涵盖一个半太阳周期的冲击列表。每年的IP冲击的数量被发现有很好的相关性与每月的太阳黑子数。我们使用来自SuperMAG的数据，SuperMAG是一个拥有300多个地磁站的大型链，研究IP冲击引发的地球效应。在我们的统计分析中使用了SuperMAG SML指数，这是熟悉的AL指数的增强版本。从激电方向和速度两个方面研究了激电冲击地球磁层引起的SML指数的跳跃。我们发现，在一般情况下，强（高速）和几乎正面（小冲击角）的冲击更geoeffectively比倾斜的冲击与低速。最强的相关性（相关系数R = 0.70）发生固定IP冲击速度和IP冲击的影响角度的变化。我们将这一结果归因于一个事实，即锋面冲击从四面八方对称地压缩磁层，这是释放储存在磁尾中的磁能的有利条件，这反过来又可以产生中度到强烈的极光亚暴，然后由地面磁力计观测到。
2015-07-16 physics.space-ph
Geoeffectiveness of Interplanetary Shocks Controlled by Impact Angles: Past Research, Recent Advancements, and Future Work
本文综述了行星际激波撞击角控制地磁效应的研究进展，总结Oliveira和Samsonov（2018）以来的新成果，并为未来研究提出建议。
2023-04-17 astro-ph.EP physics.space-ph
Electromagnetic waves and electron anisotropies downstream of supercritical interplanetary shocks
利用Wind探测线圈磁强计对四个超临界行星际激波下游的fci <<f <fce的电磁低杂波和哨声波进行了波形观测。观测到哨声波的\partialB与归一化热通量幅值呈弱正相关，与T_eh/T_ec呈负相关。所有这些都同时观察到电子分布满足哨声热通量不稳定性阈值，大多数T_{perp,h}/T_{para,h}> 1.01。因此，哨声模式波似乎是由热通量不稳定性驱动，并导致垂直加热的晕电子。较低的混合波表现出\partialB和归一化热通量大小之间的弱得多的相关性，并且经常在磁场梯度附近观察到。第三种类型的事件显示波动符合低混合和哨声模式波的混合物。这些结果表明，哨声波可能确实是调节电子热通量和晕温度各向异性，这是重要的理论和模拟电子分布演化从太阳到地球。
2012-07-26 physics.plasm-ph physics.space-ph
Properties of an interplanetary shock observed at 0.07 and 0.7 Astronomical Units by Parker Solar Probe and Solar Orbiter
利用PSP与SolO在0.07和0.7 au的径向联合观测，本文表征同一CME驱动行星际激波，比较其小尺度结构、波动演化与粒子加速特征。
2023-12-10 astro-ph.SR physics.space-ph
Energetic particle-mediated interplanetary shocks observed by Solar Orbiter
European Space Agency (ESA), European Space Astronomy Centre (ESAC)（欧洲空间局（ESA），欧洲空间天文中心（ESAC））；Heliospheric Physics Laboratory, Heliophysics Division, NASA Goddard Space Flight Center（NASA戈达德太空飞行中心，日球物理部，日球物理实验室）；Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）；Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）；Istituto per la Scienza e Tecnologia dei Plasmi (ISTP), Consiglio Nazionale delle Ricerche（意大利国家研究委员会等离子体科学与技术研究所（ISTP））；Department of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院物理与天文学系）；Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona（亚利桑那大学月球与行星实验室）；Institute of Experimental and Applied Physics, Kiel University（基尔大学实验与应用物理研究所）
利用太阳轨道器数据，发现四例高能粒子压力主导上游的行星际激波，表明加速粒子可动态修改激波结构。
2026-07-03 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Propagation of Interplanetary Shocks in the Inner Heliosphere
本研究利用多航天器观测数据，通过MVA和磁共面法分析两个行星际激波事件的参数变化，揭示其激波面特征与驱动源，为理解内日球层激波传播提供依据。
2024-12-04 physics.space-ph
Magnetohydrodynamic simulation of the interaction between two interplanetary magnetic clouds and its consequent geoeffectiveness
利用2.5维理想磁流体动力学（MHD）模型，在日球纬向平面内对行星际多重磁云（Multi-MC）进行了数值研究。慢MC 1和快MC 2都是以不同的时间间隔先后出现在日球赤道上。两个MC的耦合可以看作是两个系统之间的综合相互作用，每个系统都包括一个MC体和它的驱动冲击。MC 2驱动激波和MC 2体依次参与与MC 1体的相互作用。动量从MC 2转移到MC 1。在MC 2驱动冲击波阵面通过后，MC 2体的推动阻止了先前被MC 2驱动冲击波压缩的MC 1介质中的磁场线的恢复。MC 1体受到前方环境太阳风最猛烈的压缩，MC 2驱动激波持续穿透MC 1体，MC 2体在MC 1尾边界处持续推挤。随着进化的进行，MC 1体受到越来越大的压缩，其原本脆弱的磁弹性变得越来越硬。当累积弹性能平衡外部压缩时，存在一个最大压缩系数。对于多MC的地球有效性，演化阶段是一个主导因素，而碰撞强度是一个次要因素。每个MC的磁弹性、磁螺旋度以及彼此之间的压缩是行星际多MC形成、传播、演化及其地球效应的关键物理因素。
2009-04-05 astro-ph.SR physics.space-ph
Forecasting Periods of Strong Southward Magnetic Field Following Interplanetary Shocks
长时间的强南向磁场被认为是强烈地磁暴的主要原因。大多数这样的事件是由经过地球的磁性喷出物引起的。不管行星际的原因如何，快进的激波经常出现在如此强烈的向南的B $_{z}$周期之前。在这里，我们首先看一下\textit{Wind}航天器在22.4年的跨度内测量到的所有长时间的强南向磁场以及快进冲击。我们发现76{\%}的强南向B $_{z}$周期在48小时内至少有一个快进的冲击，但只有大约23{\%}的所有冲击在48小时内跟随着强南向B $_{z}$周期。然后，我们设计了一个基于阈值的概率预测方法的基础上的冲击属性和冲击前的近地太阳风等离子体和行星际磁场的特点，采用“叠加历元分析”的方法。我们的分析表明，在30分钟的时间间隔内的太阳风条件的快进冲击的到来有一个显着的贡献，预测长持续时间的南向B $_{z}$周期。这个概率模型可以提供一个平均14小时的警告时间为一个强烈和长期的南下B $_{z}$的时间。通过统计和技能得分为基础的方法评估模型的预测能力，它优于硬币翻转预测。通过使用在L1的快进冲击的到来所提供的信息，该模型代表了类似的预测方法的显着改进。我们概述了一些未来可能的改进。
2018-12-13 physics.space-ph
Observations of Turbulence and Particle Transport at Interplanetary Shocks: Transition of Transport Regimes
本研究利用四颗 Cluster 航天器观测准垂直行星际激波上游，发现高能质子通量随距离由指数衰减转为幂律衰减，并将其归因于正常扩散向超扩散的转变。
2025-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Backstreaming ions at a high Mach number interplanetary shock: Solar Orbiter measurements during the nominal mission phase
本研究利用 Solar Orbiter 对 2021 年 10 月 30 日高马赫数行星际激波的多仪器观测，结合测试粒子分析和混合粒子-in-cell 模拟，揭示了上游回流离子反射、复杂激波结构及哨声波前兆之间的耦合关系。
2023-10-13 physics.plasm-ph physics.space-ph
The first observable in-situ evidence of Alfvenic turbulence in shock-sheath
行星际空间中日冕物质抛射（CME）的动力学演化产生了高度湍流、压缩和加热的激波鞘。这一区域为研究小尺度下的湍流涨落提供了独特的环境，并为揭示湍流耗散和等离子体加热的物理机制提供了机会。磁化等离子体中的湍流如何控制空间和天体物理等离子体中的能量输运过程是21世纪一个具有吸引力和挑战性的开放性问题。文献讨论了三种类型的不可压缩磁流体动力学（MHD）冲击的磁声（快），阿尔文（中间），和声波（慢）。磁声激波是行星际介质中最常见的激波。然而，阿尔文激波至今尚未在行星际空间被发现。事实上，这些质疑是在理论基础上提出来的。在这里，我们展示了第一个可观察到的Alfvenic湍流激波鞘在1 AU的现场证据。这项研究在行星际空间等离子体、其与行星等离子体和天体物理等离子体的相互作用等领域具有重要意义。
2018-10-14 physics.space-ph
Average spatial distribution of cosmic rays behind the interplanetary shock -Global Muon Detector Network observations-
我们分析了银河宇宙线（GCR）的密度和它的空间梯度在福布什减少（FD）与全球μ子探测器网络（GMDN）和中子监测器（NM）观测。通过叠加的GCR密度和密度梯度观察到的FD以下45行星际冲击（IP冲击），每一个与一个确定的爆发在太阳上，我们推断的平均空间分布的GCR背后IP冲击。我们发现两个不同的调制的GCR密度在FD，一个在磁鞘和其他的日冕物质抛射（CME）鞘后。在激波的西翼，鞘中的密度调制占主导地位，而在CME喷出物中的调制在东翼突出。这种东西不对称性在响应于$\sim$ 60 GV GCR的GMDN数据中比响应于$\sim$ 10 GV GCR的NM数据中更突出，因为CME喷出物中调制的刚性谱比鞘中的更软。密度梯度的GSE-y分量，$G_y$显示由东部（西部）喷发引起的FD的负（正）增强，而$G_z$显示由北部（南部）喷发引起的FD的负（正）增强。这意味着GCR密度最小值位于IP激波的中心侧翼后面，并从太阳爆发的位置径向向外传播。我们还证实了平均$G_z$在日球层电流片上方和下方改变其符号，符合漂移模型对日球层大尺度GCR输运的预测。
2016-05-21 astro-ph.SR physics.space-ph
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
Statistical Analysis of Interplanetary Shocks from Mercury to Jupiter
本研究对从水星到木星距离范围内的行星际激波进行统计分析，发现激波参数随日心距离无显著变化，但SIRs相关激波比例随距离增加而上升，ICME相关激波比例下降，并揭示帕克螺旋对SIRs的非对称性影响。
2023-04-12 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Impact Angle Control of Interplanetary Shock Geoeffectiveness
我们使用OpenGGCM全球MHD模拟来研究行星际（IP）前向冲击对夜侧磁层、磁尾和电离层的响应。本研究介绍了三种情况：两种倾斜的斜激波，在IOS-1和IOS-2之后，后者的马赫数是前者的两倍。这两个冲击的冲击角为30 $^o$相对于太阳-地球线。最后，我们选择了一个正面垂直激波FPS，其激波法线沿日地线，具有与IOS-1相同的马赫数。我们发现，在IOS-1的情况下，由于南北不对称性，磁尾向南偏转，导致轻微的压缩。在夜侧电离层观测到的地磁活动则很弱。另一方面，在正面的情况下，FPS从两侧对称地压缩磁尾。这种压缩触发了亚暴，使磁尾中储存的大量能量释放到夜侧电离层，导致更强的地磁活动。通过比较IOS-2和FPS，我们发现，尽管IOS-2具有更大的马赫数，FPS导致更大的地磁响应在夜侧电离层。因此，我们得出结论，IP冲击与类似的上游条件，如磁场，速度，密度，和马赫数，可以有不同的地球有效性，这取决于他们的冲击法向。
2015-07-14 physics.space-ph
Electron energy partition across interplanetary shocks: I. Methodology and Data Product
本文介绍了\emph{Wind}航天器在1天文单位附近观测到的52个行星际激波在$\pm$ 2小时内的15314个电子速度分布函数的分析结果。电子VDFs适合冷密核，热稀薄晕，和场对准束/strahl组件的三个模型函数的总和。最好的结果是通过将核心建模为双κ或对称（或不对称）双自相似速度分布函数，而晕和束/strahl分量最适合双κ速度分布函数。这是第一次统计研究表明，核心电子分布是更好地适应一个自相似的速度分布函数比双麦克斯韦在所有条件下。自相似分布偏离麦克斯韦分布是粒子从波和/或湍流散射的非弹性的量度。由κ指数的上、下四分位数确定的数值范围是：核心的$κ{\scriptstyle_{ec}}$ $\sim$ 5.40- 10.2，晕的$κ{\scriptstyle_{eh}}$ $\sim$ 3.58- 5.34，束/strahl的$κ{\scriptstyle_{eb}}$ $\sim$ 3.40- 5.16。对称双自相似核心指数的下到上四分位数范围是$s{\scriptstyle_{ec}}$ $\sim$ 2.00--2.04，对于平行指数，不对称双自相似核心指数是$p{\scriptstyle_{ec}}$ $\sim$ 2.20--4.00，对于垂直指数，是非对称双自相似核心指数是$q{\scriptstyle_{ec}}$ $\sim$ 2.00--2.46。还介绍…
2019-05-02 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Relativistic electron beams accelerated by an interplanetary shock
本文利用太阳轨道飞行器首次观测到行星际激波上游的场向相对论电子束，通过速度色散分析和能谱对比，提出快速费米加速机制解释其起源，展示了激波加速相对论电子的能力。
2023-11-13 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Cannibals in PARADISE: The effect of merging interplanetary shocks on solar energetic particle events
本研究首次通过完全时变三维模拟，结合MHD模型与集成SEP模型，揭示了两个食人型CME及其激波合并过程中，多重加速机制会显著增强太阳高能粒子的强度与能级。
2024-05-17 astro-ph.SR physics.space-ph
Energetic particle contamination in STIX during Solar Orbiter's passage through Earth's radiation belts and an interplanetary shock
本研究调查太阳轨道飞行器穿越地球辐射带和行星际激波期间高能粒子对STIX仪器的污染，识别出>100 keV电子为主要污染源。
2024-02-06 astro-ph.SR nucl-ex physics.space-ph
High-Resolution Observations of Pickup Ion Mediated Shocks to 60 au
本文利用New Horizons/SWAP在约52–60 au处高分辨率拾取离子观测分析14个行星际激波，揭示其压缩比、马赫数及过渡尺度与激波速度的反相关关系。
2025-03-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Statistical analysis of interplanetary shock waves measured by a Solar Wind Analyzer and a magnetometer onboard the Solar Orbiter Mission in 2023
本研究通过分析 Solar Orbiter 搭载的 SWA-PAS 和 MAG 在 2023 年的观测数据，改进了行星际激波的半自动识别方法，识别出 40 多个激波，并统计了其动力学与磁流体力学参数及随日心距离的分布规律。
2025-06-24 astro-ph.SR physics.space-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
The shock driving capability of a CME inferred from multiwavelength observations
日冕物质抛射（CME）的径向速度决定了CME的激波驱动能力，如II型射电爆发所示。在这里，我们报告了2014年4月18日的CME，它与度量和行星际领域的II型射电爆发有关。我们使用了射电太阳望远镜网络的圣维托太阳天文台提供的射电爆发数据和Wind航天器提供的数据。CME是太阳和日光层天文台（SOHO）上日冕仪视野中的一个完整光环。日地关系天文台（STEREO）上的日冕仪也观测到了日冕物质抛射。我们计算了CME冲击和磁绳速度的基础上，通过不同的日冕仪和EUV仪器的多视图观测。我们从米波和行星际射电观测中确定了激波速度，并发现它们与白光观测一致，只要米波II型爆发及其向十米-百米范围的延续是在激波侧翼产生的，那里的速度仍然足够高，可以加速产生II型爆发的电子。有趣的是，有一个行星际II型爆发段与激波鼻的起源一致，表明弯曲的激波正在穿越由几个太阳半径分开的等离子体水平。我们的结论是，CME的速度足够高，以产生行星际II型爆发和太阳高能粒子（SEP）事件。然而，速度不足以产生地面增强（GLE）事件，这需要在约1.5 Rs的高度形成冲击。
2020-02-10 astro-ph.SR physics.space-ph
Localized enhancements of energetic particles at oblique collisionless shocks
本文利用三维实验粒子模拟方法研究了非相对论斜快无碰撞激波加速带电粒子的空间分布。我们发现，低能量粒子的密度表现出局部增强的冲击，类似于“尖峰”测量行星际冲击。与以前的结果相比，基于数值解的集中输运方程，我们发现一个冲击尖峰的任何磁取向，从准垂直到平行。我们比较的俯仰角分布相对于当地的磁场和动量分布远下游和非常接近的冲击内的尖峰，我们的研究结果是兼容的预测从散射的无冲击漂移加速度（SDA）在这些地区的限制。旅行者1号在太阳终端激波处测量到的低能粒子的增强与我们的剖面相当。我们的模拟允许预测超热质子在行星际冲击在10个太阳半径内进行测试的太阳探测器任务。他们也有影响的解释离子加速超新星遗迹冲击。
2015-02-09 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
