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
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
Statistics of Large Impulsive Magnetic Events in the Auroral Zone
在2015-2020年期间，观测到了纬度上局限于极光区的脉冲地磁变化。这些脉冲事件主要是在午夜前的扇区作为向上的垂直扰动而被观测到的。在魁北克水电公司的角度测量系统（SMDA）同步相量测量系统中观察到的地磁触发谐波失真事件的日变化在午夜前后的事件数量中有一个峰值。这与在附近极光区磁力计观测到的负$B_z$地磁脉冲事件的日发生率相似。叠加历元分析表明，脉冲有规律地与在附近变电站Transformer处观察到的谐波失真的增加相关联。这些大的脉冲垂直地磁扰动似乎是局部涡旋电离层扰动。
2021-07-12 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
Principal component analysis of Birkeland currents determined by the Active Magnetosphere and Planetary Electrodynamics Response Experiment
主成分分析进行Birkeland或场向电流（FAC）的测量活动磁层和行星电动力学响应实验。主成分分析（PCA）确定的模式，在FAC一致地响应地磁活动的不同方面。区域1和2的电流系统被示出为是最可再现的电流的特征，其次是与新重新连接的磁力线上的磁张力相关的尖电流。尖电流强烈调制的季节，表明它们的强度是由电离层电导的脚的场线。主成分分析没有识别出明显具有亚暴电流楔特征的模式。相反，与亚暴相关的电流的叠加时代分析表明，没有一个单一的响应模式，但不同的模式复杂而微妙的混合。
2016-06-03 physics.space-ph
A robust estimation of the twist distribution in magnetic clouds
磁云（MCs）是由航天器进行现场观测的。它们的磁场的旋转通常被解释为一个扭曲的磁通量管或通量绳的交叉，它是从日华发射的。详细的磁测量跨MCs允许我们推断的磁通绳特性。尽管如此，磁扭曲的精确空间分布仍具有挑战性，因此存在争议。为了提高结果的鲁棒性，我们进行了叠加历元分析（SEA）的一组观察良好的MC在1 AU。虽然以前的工作是使用MC中心时间完成的，但我们在这里使用拟合的磁绳模型的结果来选择最接近磁绳轴的时间。这意味着精确分离入区和出区，以使观察到的信号相干地定相。我们还搜索并最大限度地减少了可能的偏差，如磁不对称性和有限的碰撞参量。我们应用SEA推导出的中位数配置文件的磁通绳剩余时，由航天器穿越，并恢复一个目前的侵蚀。特别地，中值方位角B分量几乎是半径的线性函数。更一般地说，结果证实了我们以前的结果，没有这样深入的分析。磁通绳芯中的扭转轮廓几乎是均匀的，在磁通绳的边界处急剧增加，并且在向内和向外区域中具有类似的轮廓。与我们先前研究的主要区别是$\sim 20\%$的扭转更大。
2022-11-16 astro-ph.SR physics.space-ph
Average observed properties of the Earth's quasi-perpendicular and quasi-parallel bow shock
我们提出了一个统计分析的132向阳面（LT 0700-1700）弓激波穿越的AMPTE/AMTE-STABILITY航天器。我们对等离子体和磁场参数以及弓形激波上游和下游几分钟的低频磁功率谱进行了叠加历元分析，根据弓形激波法线与行星际磁场之间的角度和等离子体β将事件分为几类，即，等离子体与磁压的比值下游的准垂直低β（β < 0.5）弓形激波，我们发现一个优势的左手极化分量的频率略低于离子回旋频率的振幅约为3 nT。这些波被确定为离子回旋波，由于质子温度各向异性，其在低β区域中生长。我们发现这种各向异性与左手偏振分量的强度的强相关性。在一些接近垂直的高β（β> 1.0）交叉点的下游，发现了镜像波。然而，也有这样的情况，即在接近垂直激波的下游满足镜像模式的条件，但没有观察到镜像波。
2000-09-13 physics.space-ph
How the IMF $\mathit{B}_{y}$ Induces a Local $\mathit{B}_{y}$ Component During Northward IMF $\mathit{B}_{z}$ and Characteristic Timescales
利用Lyon-Fedder-Mobarry全球磁流体动力学模型，研究了行星际磁场（IMF）$\mathit{B}_{y}$分量在IMF $\mathit{B}_{z}$ $>$ 0.我们描述了如何在这些条件下磁层$\mathit{B}_{y}$组件上引起闭合场线的演变。从昼侧波瓣重联开始，新重联磁力线上的磁张力使两半球之间的开放磁通量不对称地重新分配。这导致在叶中的不对称的磁能密度。诱导剪切流以恢复平衡，这些流是有效诱导局部$\mathit{B}_{y}$分量的流。我们显示的径向依赖性的诱导$\mathit{B}_{y}$和比较结果的诱导$\mathit{B}_{y}$在向南IMF条件。我们还显示了在北向IMF $\mathit{B}_{z}$期间，内磁层对IMF $\mathit{B}_{y}$反转的响应和重构时间。本文对七颗地球静止运行环境卫星在不同的当地时间对IMF $\mathit{B}_{y}$的正负反转进行了磁场测量的叠加历元分析。我们发现，诱导的$\mathit{B}_{y}$响应在16分钟内的国际货币基金组织$\mathit{B}_{y}$在弓形冲击的到来，它完全重新配置在47分钟内。
2018-08-15 physics.space-ph
Plasma Depletion and Mirror Waves Ahead of Interplanetary Coronal Mass Ejections
我们发现，快速行星际日冕物质抛射（ICME）和它们的前冲击之间的鞘区往往具有等离子体耗尽和镜像波结构，类似于行星磁鞘。这些签名的磁云（MC）鞘的案例研究表明，等离子体耗尽层（PDL）符合磁场披覆在MC周围。在同一事件中，我们观察到增强的热各向异性和等离子体β以及反相关密度和磁波动，这是镜像模式波的签名。我们进行了叠加时代分析的ACE和风等离子体和磁场数据从不同类别的ICME照亮这些地区的一般属性。对于冲击前的MC，鞘层具有平均持续时间为6小时的PDL（对应于约0.07 AU的空间跨度）和质子温度各向异性${T_{\perp p}\over T_{\parallel p}}\simeq 1.2$-1.3，并且相对于镜像不稳定性略微不稳定。对于ICME与前面的冲击，不是MC，等离子体耗尽和镜像波也存在，但在一个降低的水平。没有冲击的ICME与这些特征无关。这三类ICME之间的差异意味着这些特征取决于ICME的几何形状和ICME对上游太阳风的压缩程度。我们讨论了这些功能的各种关键的物理过程，包括磁重联，磁洞的形成和高能粒子调制的太阳风的影响。
2006-07-04 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
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
