Impact of coronal mass ejections, interchange reconnection, and disconnection on heliospheric magnetic field strength
Owens等人（2008年）的更新表明，日冕物质抛射（CME）速率与日球磁场强度之间的关系预测，在1 AU处的场底小于4 nT。这意味着在太阳活动极小期测量到的创纪录的低值并不一定与开放通量守恒的观点相矛盾。这一结果与CME增加了日球层通量，而CME开放环和闭合环之间的交换重联减少了日球层通量的假设是一致的。一个现有的模型，拥抱这一假设，但是，高估流量在目前的最低，即使CME率一直很低。这种差异要求对模型假设进行合理的修改。
2010-04-13 astro-ph.SR
Eruption and Interplanetary Evolution of a Stealthy Streamer-Blowout CME Observed by PSP at ${\sim}$0.5~AU
流爆发日冕物质抛射（SBO-CME）是太阳活动极小期CME的主要形式。虽然它们通常速度缓慢，缺乏清晰的低日冕信号，但它们可以引起地磁风暴。借助外推的日冕场和远距离观测的离边低日冕，我们研究了一个SBO-CME的启动之前，连续的CME爆发符合一个多阶段的同情突破的情况。从内日球层帕克太阳探测器（PSP）的观测，很明显，SBO-CME是与日球层磁场和等离子体片结构的相互作用，覆盖在CME通量绳。我们估计，$18 \, \pm \, 11\%$的日冕物质抛射的方位磁通量已被侵蚀通过磁重联，这种侵蚀开始后，日光层距离${\sim}0.35$ AU从太阳达到。这项观测研究对于理解SBO-CME的起源及其与日光层环境的相互作用具有重要意义。
2022-05-16 astro-ph.SR physics.space-ph
Effect of the Weakened Heliosphere in Solar Cycle 24 on the Properties of Coronal Mass Ejections
太阳周期（SC）24已经在2019年底结束，提供了两个完整周期的信息，以了解SC 24的表现，这是太空时代最小的周期，导致了由减压指示的弱日光层状态。日球层状态的反作用是使日冕物质抛射（CME）看起来比SC 23更大，但它们的磁含量被稀释，导致较低的地球有效性。SC 24的日球磁场也较低，导致缺乏高能太阳高能粒子（SEP）事件。这些空间天气事件紧跟着快宽（FW）日冕物质抛射。除FW CME外，SC 24中所有CME的数量都较高。CME速率与太阳黑子数（SSN）的相关性在两个周期中都很高，但在SC 24中速率增加得更快。我们重新研究的肢体CME（那些与源区域内的肢体30度）以前研究的部分周期。我们发现肢体CME在SC 24中与一般人群一样慢，但范围更广。边缘晕日冕物质抛射遵循与较慢的SC-24日冕物质抛射相同的趋势。然而，SC-24 CME在距离太阳较近的地方变成了晕。因此，较慢的日冕物质抛射较快地变成晕，清楚地表明日冕物质抛射的日球层状态较弱。我们可以进一步确定日光层状态是CME性质改变的原因，因为相关的耀斑在两个周期中具有相似的分布，不受日光层状态的影响。
2020-07-16 astro-ph.SR physics.space-ph
Bifurcations in the Heliosphere: Global-scale Coronal Pseudostreamer Evolution and the Creation of Secondary Heliospheric Current Sheets
University of California–Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Univ Toulouse, CNES, CNRS, IRAP（图卢兹大学、法国国家空间研究中心、法国国家科学研究中心、图卢兹天体物理研究所）；Advanced Heliophysics（高级日球物理学）
研究人员通过PLUTO MHD代码模拟，揭示偶极与四极场强度近似相等时，日冕可在单、双日球电流片构型间振荡，形成次级电流片，为太阳周演化提供了新见解。
2026-09-04 astro-ph.SR physics.space-ph
Accuracy and Limitations of Fitting and Stereoscopic Methods to Determine the Direction of Coronal Mass Ejections from Heliospheric Imagers Observations
利用STEREO上的日光层成像仪（HI）的数据，除了用各种方法推导出日冕物质抛射（CME）的速度外，还可以推导出它们的传播方向。对于由两个STEREO航天器观测到的日冕物质抛射，有可能使用来自双航天器的同时观测值来推导出它们的方向，也有可能使用仅来自一个航天器的观测值通过拟合方法来推导出它们的方向。这使得测试和比较不同的分析技术成为可能。在这篇文章中，我们提出了一个新的拟合方法的基础上，从一个航天器的观测，我们比较常用的拟合方法Sheeley等。（1999）。我们还比较了这两种拟合方法与两种立体方法的结果，重点是2008年和2009年两个STEREO航天器同时观测到的12个日冕物质抛射。我们发现证据表明，Sheeley等人（1999）的拟合方法可以导致显着的错误，在确定的CME方向时，CME传播的60度以外的\pm 20度的太阳-航天器线。我们希望我们的新的拟合方法，以更好地适应晕或临边日冕物质抛射的观测航天器的分析。我们还发现一些证据表明，直接三角测量在HI领域的看法应该只适用于CME传播近似向地球（\pm 20度从日地线）。最后，我们解决了拟合方法的误差的可能来源之一：径向传播的假设。使用立体的方法，我们发现，至少有7个研究的12 CME的日光层偏转小于20度，因为他们在HI的视野，我们相信，验证了这种近似传播。
2010-10-06 astro-ph.SR physics.space-ph
Ensemble Prediction of a Halo Coronal Mass Ejection Using Heliospheric Imagers
日地关系天文台（STEREO）及其日光层成像仪（HI）为我们提供了增强对日冕物质抛射（CME）行星际传播的理解的可能性。基于HI的方法能够预测到达任何目标的时间和速度，并利用跟踪CME传播路径的优势，最多可达1 AU。在我们的研究中，我们使用ELEvoHI模型CME到达预测与合奏的方法来获得建模的到达时间和影响速度的不确定性。从2010年11月3日的日冕物质抛射进行了分析，通过执行339个模型运行相比，从排队的航天器信使号和STEREO-B的原位测量。来自STEREO-B的遥感数据显示CME为晕事件，这与位于L1的HI观测者观测到的地球定向CME相当。利用ELEvoHI的四个输出参数、阻力参数、背景太阳风速度、初始距离和速度的频率分布，找到了一种有希望的、简单的方法。在本案例研究中，这些输出的最频繁值导致具有最小误差的预测。限制这些运行的合奏，我们能够减少平均绝对到达时间误差从$3.5 \pm 2.6$ h到$1.6 \pm 1.1$ h在1 AU。我们的研究表明，L1可以提供一个足够的有利位置，地球定向CME，当观察到的HI，和合奏建模可能是一个可行的方法来使用ELEvoHI操作。
2017-12-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Heliospheric Observations of STEREO-Directed Coronal Mass Ejections in 2008--2010: Lessons for Future Observations of Earth-Directed CMEs
我们提出了一个日冕物质抛射（CME）的研究，影响了2008年1月至2010年初的STEREO航天器之一。我们把我们的研究集中在20 CME的观测远程的太阳层成像仪（HI）板载的其他STEREO航天器到大日心距离。我们比较了固定披和调和平均（HM）拟合方法的预测，这只是不同的假设几何的CME。有可能利用这些技术从遥感观测中确定日冕物质抛射的传播方向、到达时间和最终速度，并与现场测量结果进行比较。我们发现的证据表明，对于大视角，HM拟合方法预测的CME方向更好。然而，这可能是由于这样一个事实，即只有宽CME可以成功地观察到当CME传播超过100度从观测航天器。总共有八个日冕物质抛射，起源于一个立体声航天器看到的肢体后面，可以跟踪，它们到达另一个立体声航天器的时间可以成功预测。这包括CME，例如2009年12月4日和2010年4月9日的事件，这些事件是在距离其传播方向130度的地方观察到的。因此，我们预测，一些地球指向的日冕物质抛射将被观测到的HI，直到2013年初，当地球和STEREO航天器之一之间的分离将类似于分离的两个STEREO航天器在2009 - 2010年。
2012-05-11 astro-ph.SR physics.space-ph
Numerical Modeling of Interplanetary Coronal Mass Ejections and Comparison with Heliospheric Images
行星际日冕物质抛射（ICME）具有复杂的磁结构和密度结构，这是它们与结构化太阳风和以前的喷发相互作用的结果。通过现场测量和过去五年中日光层成像仪的遥感观测发现了ICME。然而，要理解和分析这些观测结果往往需要使用数值模拟。这是因为还没有任何文书能够从二维或三维的角度提供对ICME的简单看法。数值模拟可用于确定在地球附近观测到的复杂喷出物的来源，或分析远程观测到的密度结构的来源、速度和范围。在这里，我们回顾和讨论最近的努力，使用数值模拟的ICME调查的磁拓扑结构，密度结构，能量学和运动学的ICME在行星际空间。在回顾了现有的ICME的数值模型，我们首先专注于数值模拟，以支持SMEI和STEREO观测。三维模拟可以帮助确定SECCHI和SMEI观测到的锋面的起源，特别是对于2007年1月24日至25日的CME等复杂事件。它们还可用于测试从远程观测中得出ICME特性的不同方法，预测和解释观测效果，并了解ICME的减速和变形。最后一部分是对非磁性云喷出物的数值研究。我们讨论了如何模拟是至关重要的了解非扭曲喷出物的形成和复杂喷出物的形成，由于多个ICME的相互作用。
2010-08-31 astro-ph.SR physics.space-ph
Modeling observations of solar coronal mass ejections with heliospheric imagers verified with the Heliophysics System Observatory
我们提出了一个准确预测到达的日冕物质抛射（CME）在类地行星，包括地球。我们第一次能够使用太阳物理系统天文台2/3太阳周期的观测数据来评估CME预测模型。我们验证建模结果的1337 CME观测与日地关系天文台（STEREO）日光层成像仪（HI）（科学数据）从8年的观测5个原位观测航天器。我们使用自相似扩展模型的CME前线假设60度的纵向宽度，恒定的速度和恒定的传播方向。有了这些假设，我们发现预测撞击某个航天器的所有CME中有23%-35%会导致清晰的原位特征，因此对于1个正确的预测，会发出2到3个假警报。此外，我们发现，预测精度并不降低与HI的纵向分离从地球。预测的到达时间平均在2.6 +/- 16.6小时内的现场到达时间的差异，类似于分析和数值建模，和0.21的真实技能统计。我们还讨论了各种因素，可能会提高空间天气预报的准确性，使用广角日光层成像仪观测。这些结果形成了预测准确性的一阶近似基线，这是利用HI和用于太阳-地球L5点运行中的空间天气飞行任务数据的其他方法所可能达到的。
2017-07-07 astro-ph.SR physics.space-ph
Estimation of Arrival Time of Coronal Mass Ejections in the Vicinity of the Earth Using SOlar and Heliospheric Observatory and Solar TErrestrial RElations Observatory Observations
日冕物质抛射（CME）到达地球附近的时间是决定空间天气的重要参数之一。我们使用了一种新的方法来预测这个参数。首先，在我们的研究中，我们引入了一个新的喷射速度定义。它可以被认为是CME在膨胀到行星际介质中时达到的最大速度。此外，在我们的研究中，我们不仅使用了来自太阳和日光层观测站（SOHO）航天器的观测，而且还使用了来自日地关系观测站（STEREO）航天器的观测。我们主要研究第24太阳活动周上升阶段的晕和部分晕日冕物质抛射。在此期间，STEREO航天器相对于地球处于正交位置。我们证明，这些条件的STEREO观测可以是至关重要的CME到地球的过境时间（TT）的准确测定。在我们的研究中，我们定义了一个新的初始速度的日冕物质抛射，最大速度确定的速度剖面从一个移动的线性拟合五个连续的高度时间点。从空间天气的角度来看，这种新方法可能很重要，因为新参数与ICME的最终速度高度相关。它允许人们以与以前的模型相同的精度预测TT。然而，更重要的是，新的方法已经从根本上减少了最大TT估计误差为29小时。以前的研究确定TT的最大误差等于50小时。
2019-10-07 astro-ph.SR physics.space-ph
Coronal mass ejections observed by heliospheric imagers at 0.2 and 1 au: the events on April 1 and 2, 2019
上下文我们研究了2019年4月1日至2日由帕克太阳探测器（WISPR-I）的内部宽视场成像仪和STEREO-A上的内部日光层成像仪（HI-1）观测到的两次日冕物质抛射（CME）。这是第一次从两个角度在类似的方向，但在相当不同的太阳距离的日冕物质抛射观测研究。目标。我们的目标是了解PSP观测如何影响CME运动学，特别是由于它靠近太阳。方法.我们估计CME的位置，速度，加速度，传播方向和纵向偏转使用成像观测从两个航天器，和一组分析表达式，考虑CME作为一个点结构，并考虑到航天器位置的快速变化。结果我们发现，这两个日冕物质抛射是缓慢的（$< 400\ km\ s^{-1}$），向东传播的太阳-地球线。第二个日冕物质抛射似乎在$\sim 0.1$和$\sim 0.2\ au$之间加速，并以与太阳自转速度一致的角速度向西偏转。当比较不同拟合情况（不同观测或自由参数集）的结果时，我们发现CME太阳距离（达到$0.05\ au$，特别是CME 1）、纬度（达到$\sim10^{\circ}$）和经度（达到$24^{\circ}$）存在一些差异。结论.经度的差异可能是由于视觉跟踪的特征，而不是仪器偏差或拟合假设。出于类似的原因，无论考虑的拟合参数如何，从WISPR-1观测得出的CME 1太阳距离都大于HI-1结果。CME运动学的误差估计没有显示出与观测仪器相关的任何明显趋势。源区域的位置和缺乏任何…
2020-11-10 astro-ph.SR physics.space-ph
Implications of Different Solar Photospheric Flux-Transport Models for Global Coronal and Heliospheric Modeling
本文比较了两个太阳表面磁通量输运模型在2012-2020年间对太阳风、开放磁足点和日冕磁零点的预测，发现模型差异主要源于假设与实现方式而非随机演化选择。
2023-02-13 astro-ph.SR physics.space-ph
A propagation tool to connect remote-sensing observations with in-situ measurements of heliospheric structures
太阳的遥远和日华的恶劣条件，使太阳物理学研究所使用的观测数据迄今为止仅限于从地面或空间进行的遥感观测。相比之下，“太阳风实验室”则是由一组航天器在现场直接测量的，这些航天器测量空间特定点的等离子体和磁场的特性。自2007年以来，日地关系观测台一直在提供在日华和进行现场测量的航天器之间流动的太阳风图像。这使得科学家能够直接将太阳附近成像的过程与随后在太阳风中测量的影响联系起来。这种新的能力促使开发了一系列工具和技术，以通过空间跟踪日光层结构。本文介绍了这些工具之一，一个基于网络的界面称为“传播工具”，提供了一个综合的研究环境，研究日冕和太阳风结构的演变，如日冕物质抛射（CME），共转相互作用区（CIR）和太阳高能粒子（SEP）。这些结构可以从太阳向外传播到位于内外日光层的行星和航天器，也可以从位于内外日光层的行星和航天器向内传播。在本文中，我们提出了全球架构的工具，讨论了一些假设，以模拟结构的演变，并显示该工具如何连接到不同的数据库。
2017-02-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Characteristic Scales of Complexity and Coherence within Interplanetary Coronal Mass Ejections: Insights from Spacecraft Swarms in Global Heliospheric Simulations
行星际日冕物质抛射（ICME）的三维（3-D）结构和演化的许多方面仍然无法解释。在这里，我们主要研究两个主题：（1）ICME内磁场的相干尺度，（2）ICME磁复杂性的动态性质。我们模拟ICME与不同的太阳风的相互作用，使用线性力自由spheromak模型纳入EUHFORIA模型。我们把一群~20000航天器在3-D仿真域和ICME磁的复杂性和一致性在每个航天器的基础上模拟的时间序列的特征。我们的模拟表明，ICME沿其磁轴保持较低的复杂性和较高的一致性，但其全球复杂性的表征需要沿轴向和垂直方向的交叉。对于初始半角宽度为$45^\circ$且不与其他大尺度太阳风结构相互作用的ICME，全球复杂性的特征是，航天器间隔仅为$25^\circ$，最少为7-12个，但如果发生相互作用，航天器的最少数量将增加到50-65个（间隔为$10^\circ$）。在没有相互作用的情况下，ICME相干性分别针对$B$、$B_ϕ$、$B_θ$和$B_r$扩展为$45^\circ$、$20^\circ$-$30^\circ$、$15^\circ$-$30^\circ$和$0^\circ$ - $10^\circ$。由于帕克螺旋效应，ICME西翼的相干性也低于东翼。此外，与太阳风结构的相互作用使相干性降低了3-6倍。我们的研究结果有助于限制一些控制ICME演变的关键尺度，并有助于规划未来专用的多航天器任务。
2022-12-02 astro-ph.SR physics.space-ph
Implementing the MULTI-VP coronal model in EUHFORIA: test case results and comparisons with the WSA coronal model
在这项研究中，我们专注于改进EUHFORIA（欧洲日光层预报信息资产），最近开发的三维磁流体空间天气预测工具。EUHFORIA由两部分组成，覆盖两个空间域：日冕和内日光层。对于第一部分，默认情况下使用半经验Wang-Sheeley-Arge（WSA）模型，该模型采用位场源表面（PFSS）和Schatten电流片（SCS）模型来提供太阳表面上方0.1 AU处的必要太阳风等离子体和磁场条件，这些条件用作日光层内部部分的边界条件。在此，我们提出了在EUHFORIA中实施替代冠状模型的第一个结果，即所谓的MULTI-VP模型。我们将默认日冕模型的输出与EUHFORIA日光层区域内边界处MULTI-VP的输出进行了比较，以便在传播到地球之前了解两个模型之间的差异。我们还比较了WSA+ EUHFORIA-日光层和MULTI-VP+ EUHFORIA-日光层与地球原位观测的性能。在这项研究的框架中，我们考虑了两种不同的高速流的情况下，一个在太阳活动低的时期，一个在太阳活动高的时期。我们还采用了两种不同的磁图，即，Gong和WSO。结果表明，日冕模型和磁像的选择对太阳风预报的精度有重要影响。然而，目前尚不清楚哪个组件对在地球上获得的模拟结果起着最重要的作用。一个统计分析与适当数量的模拟是必要的，以确认我们的研究结果。
2021-02-12 astro-ph.SR physics.space-ph
Estimating Total Open Heliospheric Magnetic Flux
在整个太阳活动周期中，航天器观测到的总（无符号）开放磁通量与日冕模型确定的总磁通量之间存在很大差异。本文用两种不同的方法计算了日球开放层总磁通量，并与行星际磁场观测结果进行了比较。第一种方法使用两种不同类型的光球磁场地图作为Wang Sheeley Arge（WSA）模型的输入：i）传统的Carrington或历时地图，ii）空军数据同化光球通量传输模型同步地图。第二种方法使用观测导出的氦和极紫外冕洞地图覆盖在相同的磁场地图，以计算总的开放磁通量。历时和共时地图都是使用来自同一来源的磁图构建的，即国家太阳天文台基特峰真空望远镜和矢量光谱磁仪。结果表明，观测得到的冕洞总开放通量与WSA得到的结果非常吻合，特别是在太阳活动极小期附近。这表明，平均而言，日冕模型很好地捕捉到了大部分太阳活动周期中观测到的大尺度冕洞结构。这两种方法都显示出相当大的偏差，从航天器数据推导出的总开放通量，特别是接近太阳最大值，指向其他东西比确定不佳的冕洞面积规格的来源，这些差异。
2019-03-29 astro-ph.SR
Suprathermal Electrons in the Solar Corona: Can Nonlocal Transport Explain Heliospheric Charge States?
有几种观点被提出来解释日冕是如何被加热的，以及太阳风是如何被加速的。一些模型假设开放的磁场线被光球运动驱动的阿尔芬波加热，并在经历湍流级联后消散。其他的模型认为太阳风的质量和能量大部分是通过闭合的日冕环的磁重联注入的。后一种想法的动机是重新连接射流的观察，也由闭合环路和慢风之间的离子组成的相似性。波浪/湍流模型也成功地再现了观测到的离子成分特征与风速的关系趋势。然而，与观测结果相比，这些模型预测的电荷状态比的绝对值往往太低。这封信通过更好地考虑日冕电子的弱库仑碰撞来完善这些预测，日冕电子的热力学性质决定了低日冕中的离子电荷状态。非局域电子输运的微扰描述适用于现有的一组波/湍流模型。由此产生的电子速度分布在低电晕表现出温和的超热尾特征的“卡帕”指数在10和25之间。这些超热电子被认为是足够的能量，以提高氧离子的电荷状态，同时保持相同的相对趋势与风速时发现的分布被假定为麦克斯韦。更新后的波/湍流模型与太阳风离子成分测量结果非常吻合。
2014-07-22 astro-ph.SR
Coronal Mass Ejection and Heliospheric Current Sheet Interaction Causing a Long-Duration Magnetic Field Sector Transition
Institute of Physics, University of Graz（格拉茨大学物理研究所）；Department of Physics, University of Helsinki（赫尔辛基大学物理系）；Department of Physics and Astronomy, University of Turku（图尔库大学物理与天文学系）；Hvar Observatory, Faculty of Geodesy, University of Zagreb（萨格勒布大学大地测量学院赫瓦尔天文台）
研究通过远程观测与实测数据结合，分析日冕物质抛射与日球电流片相互作用，揭示了太阳活动区长期存在对磁场结构的影响及复杂喷发事件的演变。
2026-05-11 astro-ph.SR
Nested active regions anchor the heliospheric current sheet and stall the reversal of the coronal magnetic field
本研究通过球谐分解与势场源表面外推，揭示嵌套活动区通过锚定日球层电流片、产生相干光球磁场贡献，延缓日冕磁场反转并稳定太阳风源，为太阳磁场演化研究及日球物理观测提供指导。
2024-10-23 astro-ph.SR
Examining Periodic Solar Wind Density Structures Observed in the SECCHI Heliospheric Imagers
我们提出了一个小规模的，周期性的，太阳风密度增强（长度尺度小至\approx 1000微米）的图像中观察到的太阳层成像仪（HI）的STEREO A的分析。我们讨论了它们可能的关系，质子密度的周期性波动，已确定在1 AU使用原位等离子体测量。具体而言，Viall、Kepko和Spence（2008年）检查了11年来在1 AU处进行的现场太阳风密度测量，并证明太阳风中不仅存在湍流结构，而且存在非湍流周期性密度结构，尺度大小为数百至一千微米。和Kasper（2009）分析了在一次这样的周期性密度结构事件中测量的α与质子太阳风丰度比，表明等离子体行为高度暗示了时间或空间变化的日冕源等离子体创造了这些密度结构。在1天文单位观测到的日冕中产生的大周期密度结构，如果它们具有足够高的密度对比度，则可以在日冕和日光层白光图像中观察到。事实上，我们确定这样的周期性密度结构，因为他们进入HI视野，并遵循他们，因为他们平流与太阳风通过图像。我们在图像中识别的较小的周期性密度结构在大小上与在1 AU处原位分析的较大结构相当，进一步证明周期性密度增强是太阳风形成时日冕活动的结果。
2010-09-29 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
Disconnecting Solar Magnetic Flux
开放的磁通量断开重联是需要平衡的开放通量注入日冕物质抛射和其他喷发事件。利用日光层背景扣除的最新进展，我们成像了许多突然断开事件。这些事件产生了稠密的等离子云，其独特的形状现在可以通过日光层成像从日冕穿过太阳系内部来追踪。每一个初始事件的形态都是电流片上的磁重联的特征，新断开的磁通量呈“U”形环向外移动，吸积日冕和太阳风物质。我们分析了2008年12月18日发生的一个这样的事件，当时它形成并以20 m/s ^2 ~ 320 km/s的速度加速，自相似地膨胀，直到它离开我们的视野，距离太阳1.2 AU。根据加速度和测光质量的估计，我们得出日冕磁场强度为8 μ T，在光球上方6 Rs，携带的通量为1.6 × 10^11 Wb（1.6 × 10^19 Mx）。我们通过平衡推断的磁张力对吸积阻力来模拟特征的传播。该模型与特征的行为和公认的太阳风参数是一致的。通过对36天窗口内的事件进行计数，我们估计了全球事件率为1/天，全球太阳最小无符号通量断开率为6x10^13 Wb/y（6x10^21 Mx/y）。该速率对应于1天文单位处的日球径向场的~0.2 nT/y变化，表明该机制对日球通量平衡很重要。
2011-11-30 astro-ph.SR physics.space-ph
Predicting CME Arrivals with Heliospheric Imagers from L5: A Data Assimilation Approach
Austrian Space Weather Office, GeoSphere Austria（奥地利空间天气办公室，地球系统奥地利）；RAL Space, STFC Rutherford Appleton Laboratory（英国科学和技术设施委员会卢瑟福阿普尔顿实验室空间部）；Institute of Physics, University of Graz（格拉茨大学物理研究所）
利用STEREO/HI数据从L5视角预测CME到达时间与速度，通过数据同化方法提升空间天气预报精度。
2025-12-10 astro-ph.SR physics.space-ph
Backmapping of the High- and Low-latitude Solar Wind under Multiple Heliospheric and Coronal Magnetic Field Configurations
本研究系统评估了两种日球层磁场模型与三种日冕磁场模型组合下的太阳风反向映射，发现简单模型（PFSS+帕克）足以研究极区冕洞风，而低纬/黄道太阳风对模型选择更敏感。
2025-10-24 astro-ph.SR
Impact of far-side structures observed by Solar Orbiter on coronal and heliospheric wind simulations
本研究利用Solar Orbiter背面磁图，通过PFSS、Wind Predict和Wind Predict-AW模型量化单个背面活动区对日冕与行星际模拟的影响，发现其局部效应有限但会改变全局磁结构。
2024-04-10 astro-ph.SR
Properties of a Coronal Shock Wave as A Driver of Early SEP Acceleration
日冕物质抛射（CME）被认为是在日冕中驱动无碰撞冲击，而这反过来又被证明能够在几分钟内加速太阳高能粒子（SEP）。众所周知，由于缺乏现场测量，提取日冕中高能粒子光谱的信息非常困难。然而，有可能将远程观测与数据驱动模型相结合，以推断与SEP的局部加速及其日光层与近地空间的连通性相关的日冕冲击特性。我们提出了这种新颖的分析应用于2011年5月11日CME事件的西太阳翼，重点是火山爆发驱动的，圆顶状的冲击波的演变所观察到的大气成像组件（AIA）EUV望远镜在船上的太阳动力学天文台航天器。我们分析了冲击的演变，并估计其强度使用排放措施建模。我们采用一种新的方法相结合的几何模型的冲击波阵面的位场源表面模型，以估计时间依赖的字段冲击角和日光层连接在低电晕冲击通道。我们发现，冲击波很弱，初速度约为450 km/s。它最初大部分是准平行的，但在后来的事件中，它的大部分变成了准垂直的。据AIA仪器观测，在该事件接近尾声时，近地空间的磁连通性良好。在这项分析中使用的方法举行了显着的潜在的早期表征日冕冲击波和预测SEP光谱的基础上远程观测。
2014-12-09 astro-ph.SR physics.space-ph
Effect of Solar Wind Drag on the Determination of the Properties of Coronal Mass Ejections from Heliospheric Images
固定Φ（FΦ）和调和平均（HM）拟合方法是从日球成像仪（如STEREO航天器上的日球成像仪）产生的时间延长轨迹中确定日冕物质抛射（CME）的平均方向和速度的两种方法。这两种方法都假定一个恒定的速度，在他们的描述的时间延长的配置文件的日冕物质抛射，这是用来拟合观测到的时间延长的数据。在这里，我们分析了气动阻力对CME在行星际空间传播的影响，以及这种阻力如何影响FΦ和HM拟合方法的结果。一个简单的阻力模型是用来分析构建时间伸长的配置文件，然后与两种方法拟合。结果发现，更高的角度和速度在这两种方法中产生更大的误差，在传播方向上的FΦ和HM拟合方法分别达到15度和30度的误差。这是由于CME的物理加速度被解释为几何加速度的拟合方法。由于HM拟合方法的几何定义，它比FΦ拟合方法受加速度的影响更大。总的来说，我们发现这两种技术高估了从太阳-航天器线传播超过90度的快速CME的初始（和最终）速度和方向，这意味着到达1 AU的时间将被提前预测（最多12小时）。我们还发现，由于忽略CME的宽度和CME的减速这两个误差，FΦ可以更好地再现宽的和减速的CME的方向和到达时间。总的来说，这两种拟合方法的不准确性预计将在预测CME的命中和到达时间方面发挥重要作用，因为我们正朝着太阳最大值前进，STEREO航天器进一步移动到太阳后面。
2012-04-17 astro-ph.SR
An atlas of coronal electron density at 5Rs I: Data processing and calibration
日冕的层析成像可以为低日冕模型提供关键的约束条件，提供有关日冕结构和旋转速率变化的独特信息，并为日球太阳风模型提供有价值的边界条件。这是一系列三篇论文中的第一篇，旨在创建一套长期（1996年至今）的日冕密度图。本文将描述数据处理和校准（本文），层析成像方法（\paperii）和由此产生的图集在5 \Rs \高度之间1996-2014年（\paperiii）的日冕电子密度。本文详细介绍了太阳和日光层观测台（SOHO）上的大角度和光谱日冕仪（LASCO）C2和太阳地界关系观测台（STEREO）A \B航天器上的日地连接日冕和日光层调查（SECCHI）包的COR 2仪器的数据处理和校准。该方法包括噪声抑制，背景扣除，分离的大动态事件，转换的总亮度K-日冕亮度和简单的功能之间的C2/LASCO和COR 2/SECCHI交叉校准。LASCO C2总亮度和偏振亮度（\pB）观测之间恒星亮度的比较为\pB \观测提供了飞行中校准因子，从而大大提高了C2和COR 2 A之间的一致性，并消除了C2 \pB \图像中奇怪的伪影。LASCO C2和STEREO日冕仪之间的交叉校准首次允许将多航天器日冕数据用于断层摄影和CME分析。
2015-09-10 astro-ph.IM astro-ph.SR
The radial profile of the inner heliospheric magnetic field as deduced from Faraday rotation observations
利用日冕等离子体遮蔽的河外射电源的偏振辐射的法拉第旋转测量（RM）来推断太阳活动极小期附近的日球层内磁场的径向分布。通过反演LASCO/SOHO偏振亮度（PB）的数据在1997年5月的观测期间，我们检索的电子密度分布沿视线的来源，从而使解开两个等离子体的属性，有助于观察到的RM。通过将观测到的RM值与日冕磁场径向分量的幂律模型的理论预测值进行比较，并采用最佳拟合方法，我们发现，在大约5到14个太阳半径的高度范围内，内日球层磁场的径向分量可以很好地近似为B_r = 3.76 r^{-2.29} G。最后，我们的分析表明，从威尔科克斯太阳天文台（WSO）的位场源表面（PFSS）模型的径向计算，假设径向场在光球和源表面位于R_{ss} = 2.5太阳半径，是太阳极小期附近的首选。
2013-03-26 astro-ph.SR
On the Origin of the sudden Heliospheric Open Magnetic Flux Enhancement during the 2014 Pole Reversal
本研究通过分析1au处的OMF演化、源表面建模及太阳光球层数据，揭示了2014年9月至10月期间日球层开放磁通量突增与PFSS模型磁场、冕洞开放磁通量、南极残余磁场消失及第24太阳活动周最大活动区出现之间的联系。
2024-02-20 astro-ph.SR
Evaluation of CME Arrival Prediction Using Ensemble Modeling Based on Heliospheric Imaging Observations
在这项研究中，我们评估的日冕物质抛射（CME）的到来预测工具，利用STEREO的日光层成像仪（HI）的广角观测。这些成像仪不可超越的优势是可以观察CME的演变和传播，从接近太阳到1 AU甚至更远。我们相信，通过利用这种能力，而不是仅仅依靠日冕观测，有可能改善今天的CME到达时间的预测。基于HI观测的椭圆演化模型（ELEvoHI）假设CME在黄道平面内的锋面形状是椭圆形，并允许CME适应环境太阳风的速度，即它是基于阻力的。ELEvoHI是用来执行合奏模拟不同的CME锋面形状在给定的边界条件下，是一致的观察HI。在这项工作中，我们评估了不同的设置的模型进行后报15个定义明确的孤立的日冕物质抛射发生时，立体声接近L4/5，2008年底和2011年初之间。通过这种方式，我们发现，根据所使用的模型设置，平均绝对误差介于$6.2\pm7.9$ h和$9.9\pm13$ h之间。ELEvoHI被指定使用来自携带位于L5或L1的HI的未来空间天气飞行任务的数据。它还可以与近实时STEREO-A HI信标数据一起使用，在STEREO-A观测日地空间时，提供下一个$\sim7$年期间日冕物质抛射到达的预测。
2021-02-16 astro-ph.SR physics.space-ph
Prediction and Verification of Parker Solar Probe Solar Wind Sources at 13.3 R$_\odot$
绘制日光层航天器和太阳风源之间的联系是理解日冕演变为太阳风和将\textit{in situ}时间序列置于背景中的重要一步。此外，为帕克太阳探测器（PSP）等正在进行的日光层飞行任务提前预测这种联系，对于实现有用的协调远程观测和最大限度地提高科学回报是必要的。估计这种连通性的一般程序是简单的（即日冕模型中的磁场线跟踪），但由于缺乏独立的地面实况和有限的模型约束，很难验证所得到的估计。在最近的轨道上，PSP达到了13.3 $R_\odot$的近日点，而且相对于太阳表面以极快的速度运行，在三天内覆盖了120度经度。在这里，我们介绍了PSP Encounter 10的足迹预测和随后的验证工作，PSP Encounter 10是2021年11月发生的13.3个$R_\odot$轨道中的第一个。我们发现，从这些新的轨道的\textit{in situ}等离子体数据的纵向依赖性提供了一个强大的方法的足迹验证。参考其他遭遇，我们还说明了源映射是最准确的近黄道航天器（如PSP）发生时，太阳活动低的条件下，但也需要强烈弯曲的日光层电流片中纬度或赤道冕洞。最后，我们评论的大规模日冕结构暗示的遭遇10映射，突出了经验赤道切割的阿尔文表面组成的单极磁分界线以上的局部突起。
2023-03-29 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar, Heliospheric and Ionospheric Physics: Pathfinders, Precursors and SKAO Perspective
ASTRON - Netherlands Institute for Radio Astronomy（荷兰射电天文研究所）；Indian Institute of Technology, Kanpur（坎普尔印度理工学院）；National Centre for Radio Astrophysics, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究院国家射电天体物理中心）；Dublin Institute for Advanced Studies（都柏林高等研究院）；University of Oslo（奥斯陆大学）；University of Bath（巴斯大学）
SKAO的SHI物理学科学工作组综述相关研究，聚焦阵列组件4（AA4）能力，其为SKA-LOW和SKA-MID基线，能提供多种优势，将在太阳和空间天气科学上带来变革，还构建日地系统并规划路线图。
2026-07-22 astro-ph.IM astro-ph.SR
COCONUT, a novel fast-converging MHD model for solar corona simulations: II. Assessing the impact of the input magnetic map on space-weather forecasting at minimum of activity
本文致力于新的隐式非结构日冕代码COCONUT，其目的是为空间天气预报提供快速和准确的输入，作为经验模型的替代。我们使用所有20个可用的太阳光球磁图，涵盖2019年7月2日的日期，这对应于地球上的日食。我们在所有地图上使用相同的标准预处理，然后使用相同的数值和物理参数进行日冕MHD模拟。最后，我们量化的性能为每个地图使用三个指标，从遥感观测：白光日全食图像的飘带的边缘，EUV天气图的冕洞和白光日冕图像的日光层电流片。我们讨论了空间天气预报的性能，我们表明，输入磁图的选择有很大的影响。我们发现的流光的边缘，24%至88%的冕洞边界和4至12度的日光层电流片位置之间的平均偏差的性能之间的24%至85%。我们发现，HMI运行在所有指标上都表现得更好，GONG-ADAPT是第二好的选择。HMI运行对于流光的边缘执行得更好，GONG-ADAPT对于极冕洞执行得更好，HMI同步对于赤道冕洞和流光带执行得更好。我们特别展示了填充杆的重要性。这表明，即使在黄道面预测中，也必须考虑到太阳两极。
2022-10-12 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.space-ph
Flare energetics, CME launch and heliospheric propagation for the May 2024 events, as derived from ensemble MHD modelling
本文利用OHM、TMF和EUHFORIA三种MHD模型对2024年5月太阳爆发事件进行集合模拟，估计自由磁能未超过5.2×10^32 erg，并实现了小于3小时的CME到达时间预测。
2025-09-19 astro-ph.SR physics.space-ph
The chromosphere: gateway to the corona, or the purgatory of solar physics?
我认为，人们不仅应该为了了解太阳色球层本身而尝试了解太阳色球层，而且如果对以下物理学感兴趣的话也应该这样做：日冕;天体物理发电机;空间天气;部分电离等离子体;日光层紫外辐射;过渡区。我概述了我个人认为令人困惑和值得注意的奇怪观察。
2010-01-06 astro-ph.SR
CMEs in the Heliosphere: I. A Statistical Analysis of the Observational Properties of CMEs Detected in the Heliosphere from 2007 to 2017 by STEREO/HI-1
我们提出了一个统计分析的日冕物质抛射（CME）成像的太阳层成像仪（HI）仪器搭载美国宇航局的双航天器STEREO任务在2007年4月和2017年8月之间的STEREO-A和2007年4月和2014年9月之间的STEREO-B。该分析利用了FP 7 HELCATS项目中生成的目录。在这里，我们专注于CME的观测特性成像的日光层内（HI-1）相机。更具体地说，本文给出了HI-1在STEREO-A或STEREO-B上从太阳活动23周和24周之间的最小值到太阳活动24周的最大值的近2000次日冕物质抛射探测的基本观测参数--发生频率、中心位置角（PA）和PA跨度的分布; STEREO-A分析还包括从第24周期下降阶段探测到的158次日冕物质抛射，此时与STEREO-B的通信已经丢失。我们比较日光层日冕物质抛射的特点与日冕高度观测到的日冕物质抛射的性质，并与太阳黑子数。正如预期的那样，日球CME速率与太阳黑子数量相关，并且一旦考虑仪器因素/编目哲学的差异，则与日冕速率并不矛盾。除了更丰富，日球层日冕物质抛射，就像它们的日冕对应物一样，在太阳活动最大期往往更宽。我们的研究结果证实了之前的日冕分析，即CME发射场不会随着太阳活动的增加而简单地迁移到更高的纬度。在太阳活动极小期，日冕物质抛射倾向于从赤道纬度发射，而在极大期，日冕物质抛射似乎是在更广泛的纬度范围内发射的;这对理解日冕物质抛射/太阳源…
2018-04-09 astro-ph.SR
Propagation of Coronal Mass Ejections from the Sun to Earth
日冕物质抛射（CME）可以向行星际空间注入大量的物质和磁通量，是地球上空间天气现象的主要来源。本文首先简要介绍了CME起源的太阳表面特征，然后重点介绍了CME从太阳到地球的运动学演化。在过去的五十年里，在一系列太空任务中，在日冕的白光中观察到了日冕物质抛射。特别是，LASCO/SOHO直到今天几乎连续覆盖了两个以上的太阳活动周期。然而，LASCO的观测受到投影效应和有限的视野（距离太阳30 Rs以内）的影响。2006年发射的双STEREO航天器使多视点成像观测成为可能，这使我们能够评估CME上的投影效应。此外，STEREO卫星上的日光层成像仪持续观测到太阳和地球之间巨大的、未经探测的距离差距。最后，以前在ACE和WIND的原位观测中仅在地球附近1天文单位处常规识别的地球定向日冕物质抛射，也可以使用STEREO上的原位仪器在距离日地线10米处识别。我们的评论提出了经常使用的方法估计的CME的运动学和他们的到达时间在1 AU主要使用SOHO和STEREO观测。我们强调，需要推导出三维（3D）的地球指向的CME远离日地线的位置的属性。本文还讨论了改进日冕物质抛射到达地球时间预报的结果和阻碍进展的问题。最后，我们总结了日光层成像的重要性，并讨论了改进空间天气预报的途径。
2022-10-06 astro-ph.SR physics.space-ph
Multipoint interplanetary coronal mass ejections observed with Solar Orbiter, BepiColombo, Parker Solar Probe, Wind and STEREO-A
我们报告了从2020年4月至2021年4月的第一个太阳轨道器（SolO）数据开始的行星际日冕物质抛射（ICME）多点原位和成像观测的第一次搜索结果。进行了数据探索分析，包括由SolO、BepiColombo、Parker太阳探测器、Wind和STEREO-A五个航天器结合STEREO-A/SECCHI和SOHO/LASCO的日冕和日光层成像观测进行的磁场和等离子体观测的可视化。我们确定的ICME事件，可以明确地遵循与STEREO-A日光层成像仪在其行星际传播的影响，在上述航天器，并寻找相同的ICME被广泛分离的航天器在原地看到的事件。我们强调两个事件：（1）2020年6月23日，PSP、BepiColombo和Wind在STEREO-A成像引导下，用三重阵容观测到一次小型流光爆发CME;（2）2020年11月29日，PSP和STEREO-A原位观测到第25太阳周的第一次快速CME（$ \approx 1600$ km s $^{-1}$）。这些结果对于模拟ICME的磁结构、行星际演化和通量绳与激波的整体形状以及研究太阳高能粒子的传播都是有用的。来自这些飞行任务的综合数据已经成为空间天气研究的宝库，随着预计在太阳活动周期25的上升期和最高期期间ICME事件的数量不断增加，这些数据预计将变得更加宝贵。
2022-01-04 astro-ph.SR physics.space-ph
Evolution and Consequences of Coronal Mass Ejections in the Heliosphere
研究日冕物质抛射（CME）的日球层演化和后果对于理解日地关系至关重要。STEREO上的日光层成像仪（HI）首次提供了日光层中CME的多个视图，观察到了太阳和地球之间巨大而关键的观测差距。使用J-地图构建的日冕仪（CORs）和HIs的观测，我们连续跟踪不同的密度增强功能的CME。我们实施了几种重建方法来估计CME从太阳到地球的演化过程中的三维（3D）运动学。我们的研究提供的证据表明，太阳附近CME的3D速度不足以理解大多数CME到达地球的传播和准确预测。这一发现可能是由于许多因素，显着改变CME的运动学超出COR的视野，如两个或两个以上的CME的相互作用/碰撞或CME与周围的太阳风介质的相互作用。我们试图了解的演变和后果的相互作用/碰撞日冕物质抛射在日光层中使用STEREO/HI，风，ACE观测。该研究发现，CME在碰撞和相互作用后的动力学发生了重大变化。原位观测表明CME-CME相互作用的特征为加热和压缩，磁洞（MHs）的形成和相互作用区（IR）。我们还注意到，在前一次CME的后缘形成的持久IR是造成大的地磁扰动的原因。我们的研究强调了利用HIs观测在研究CME的日光层演化、CME-CME碰撞、在CME的远程和原位观测中识别和关联CME的三部分结构以及因此改进空间天气预报方面的意义。
2022-04-21 astro-ph.SR
Coronal mass ejections from the same active region cluster: Two different perspectives
2010年11月11日，大约位于太阳中央子午线上的活动区NOAA 11121和11123形成的星团具有重大的科学意义。这个复合体是暴烈通量出现的地点，也是同一天一系列地球事件的源头。太阳动力学观测台上的大气成像组件望远镜和日地关系观测台孪生航天器上的日地连接日冕和日光层调查望远镜套件上的极紫外成像仪几乎同时观测到了这些事件的开始。太阳和日光层天文台（SOHO）上的大角度分光日冕仪（LASCO）和STEREO上的SECCHI/COR日冕仪跟踪了低日冕中这些事件的进展。SDO和SOHO成像仪从地球的角度提供数据，而STEREO双仪器从正交方向获取图像。航天器的这种空间配置使得能够对AR星团和源自其中的日冕物质抛射进行最佳的同时观测。STEREO提供的正交日冕观测结果显示，与从地球角度探测到的情况相比，抛射事件的数量非常大。此外，SDO/AIA和STEREO/SECCHI EUVI对源区的联合观测表明，GOES归类为X射线耀斑的所有事件在正交观测中都有一个抛射日冕对应物。这些结果对当前的空间天气预报有直接影响，因为当在垂直于日地线的观测方向上缺乏太阳观测时，可能会丢失警报。
2015-07-10 astro-ph.SR
The operationally ready full three-dimensional magnetohydrodynamic (3D MHD) model from the Sun to Earth: COCONUT+Icarus
本研究构建了从太阳到地球的 COCONUT+Icarus 全三维磁流体动力学（MHD）模型链，通过耦合日冕与日球层模型实现更真实的双峰太阳风模拟，并在 1.06 小时内完成计算，验证了其作为空间天气预报工具的运行就绪能力。
2024-07-25 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Global energetics of solar flares. XIII. The Neupert effect and acceleration of coronal mass ejections
我们的主要目标是建立一个日冕物质抛射（\sl CMEs）传播的高度-时间模型$r(t)$，其中低层日冕自洽地连接到日球路径，我们利用Neupert效应从\sl软X射线（SXR）光变曲线的时间导数中得到日冕物质抛射加速相的峰值时间、持续时间和速率。这种新的方法提供了从{ \sl静止轨道地球卫星（GOES）}和白光数据获得CME高度-时间剖面$r(t)$、CME速度剖面$v(t)=dr(t)/dt$和CME加速度剖面$a(t)=dv(t)/dt$的运动学的优点，而不需要{ \sl硬X射线（HXR）}数据。我们将这种技术应用于576（GOES X和M级）耀斑事件与GOES和{ \sl大角度太阳日冕（LASCO）}观测的数据集。我们的分析产生的加速率范围内的$a_A = 0.1-13$公里秒$^{-2}$，$τ_A = 1.2-45$分钟的加速持续时间，并在$d_A = 3-1063$毫米的范围内的加速距离，与$d_A=39$毫米，这对应于一个温度为$T_e \approx 0.8$ MK的日冕的流体静力学尺度高度的中位数。结果是一致的标准耀斑/CME模型，预测磁重联和同步（初级）CME加速低日冕（在0.1 R_太阳的高度），而二次（较弱）加速可能会发生在更远的日光层距离。
2021-12-14 astro-ph.SR
Heliospheric tracking of enhanced density structures of the 6 October 2010 CME
日冕物质抛射（CME）是一种非均匀结构，它由不同的特征组成，这些特征随着CME的传播而不同地演化。同时跟踪CME的不同观测特征可以提高我们对作用于它们的相对力的理解。它还有助于准确估计它们到达地球的时间，并在现场数据中识别它们。这也使得能够找到远程观测特征与地球附近的现场观测之间的联系。在本文中，我们试图连续跟踪两个密度增强的功能，一个在前面，另一个在2010年10月6日的CME的后缘。这是通过使用从STEREO/SECCHI观测构建的时间延长图来实现的。我们推导出的运动学的跟踪功能，使用各种重建方法。估计的运动学被用作基于阻力的模型（DBM）中的输入，以估计在L1处CME的跟踪特征的到达时间。在比较估计的运动学以及远程观测功能与ACE和风的现场观测的到达时间，我们发现，跟踪明亮的功能在2010年10月6日CME的后缘的J-地图对应的最有可能的增强密度结构后，ACE和风检测到的磁云。原位等离子体和成分参数提供的证据表明，后缘密度结构可能对应于与CME相关联的细丝，而在前面的密度增强对应于CME的前缘。基于这一单粒子研究，我们讨论了日球成像仪（HI）观测的相关性和意义，在识别的三部分结构的日冕物质抛射。
2015-05-19 astro-ph.SR physics.space-ph
Preparing for Solar and Heliospheric Science with the SKAO: An Indian Perspective
本文从印度视角概述了为SKAO太阳与日球层科学做准备的工作现状，强调利用先导仪器发挥主导作用，以探索未开发的相空间并解答关键科学问题。
2022-11-07 astro-ph.IM astro-ph.SR
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
Global Heliospheric Termination Shock Strength in the Solar-Interstellar Interaction
本研究通过粒子网格、测试粒子和MHD模拟结合全局最小化方案，利用IBEX观测，首次绘制出全球日球层终止激波压缩比天图，揭示极地高压缩、南北不对称及侧翼低压缩等三维特征。
2025-01-25 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Quantifying the uncertainty in CME kinematics derived from geometric modelling of Heliospheric Imager data
日冕物质抛射（CME）的几何模拟是一种广泛使用的评估其运动学演化的工具。此外，基于几何建模的技术，如ELEvoHI，正在发展成为预测空间天气的预报工具。这些模型假设太阳风结构不影响日冕物质抛射的演变，这是一个不可量化的不确定性来源。我们使用了大量的圆锥CME模拟与HUXt太阳风模型来量化引入几何建模和ELEvoHI CME到达时间由太阳风结构的不确定性的规模。我们制作了一个模拟数据库，代表了平均，快速和极端的CME场景，每个独立的传播通过100个不同的周围太阳风环境。合成日光层成像仪观察这些模拟，然后使用一系列的几何模型来估计日冕物质抛射的运动学。几何模型的误差取决于观测者的位置，但似乎不依赖于日冕物质抛射的情景。一般来说，几何模型偏向于预测大于真实值的CME顶点距离。对于这些日冕物质抛射情景，L5区域观测者的几何建模误差最小。此外，几何模拟误差随着CME路径中太阳风结构水平的增加而增加。对于L5区域中的观测者，ELEvoHI到达时间误差被最小化，对于平均、快速和极端CME场景，平均绝对到达时间误差为$8.2\pm1.2$ ~h、$8.3\pm1.0$ ~h和$5.8\pm0.9$ ~h。
2021-11-26 astro-ph.SR physics.space-ph
Long-Term Tracking of Corotating Density Structures using Heliospheric Imaging
通过对日地关系观测站航天器拍摄的高节奏和高分辨率日光层图像中的太阳风进行系统监测，可以研究从太阳到1天文单位及更远的可变太阳风流的时空演变。作为欧盟框架7（FP 7）日光层编目，分析和技术服务（HELCATS）项目的一部分，我们已经生成了一个目录，列出了190个共转结构的属性，以及观察到的图像上的日光层成像仪仪器STEREO-A。我们在这里提出的太阳风的背景平流太阳风结构的极少数长期分析之一。这一分析证实，大多数由日光层成像仪检测到的共转密度结构包括一系列的密度不均匀性平流的缓慢太阳风，最终成为夹带流相互作用区域。我们已经推导出这些共转密度结构的时空演化，通过使用一个行之有效的拟合技术。共转结构的平均径向传播速度为$311 \pm 31$ km~s $^{-1}$。我们预测了每一个共转密度结构在不同探测器上的到达时间。结果表明，利用拟合技术得到的共转密度结构的速度很好地跟踪了太阳活动极小年（2007- 2008）慢太阳风径向速度的长期变化。此外，我们证明，这些功能起源于附近的日冕中性线，最终成为日光层电流片。
2016-07-20 astro-ph.SR
COCONUT, a novel fast-converging MHD model for solar corona simulations: I. Benchmarking and optimization of polytropic solutions
我们提出了一个新的全球三维日冕MHD模型称为COCONUT，多方在其第一阶段和基于时间隐式向后欧拉格式。与基于显式方案的当代MHD求解器相比，我们的模型提高了运行时性能，这在以后用于空间天气预报的操作环境中尤为重要。这是数据驱动的意义上，我们使用天气图作为内边界输入我们的位场初始化以及内边界条件，在进一步的MHD时间演化。日冕模型是作为EUHFORIA（EUHFORIA）的一部分开发的，将取代目前使用的更简单的经验Wang-Sheeley-Arge（WSA）模型。在21.5 Rs处，太阳风已经是超音速的，它被耦合到EUHFORIA的日光层模型。我们验证和基准我们的日冕模拟结果与显式方案风预测模型，并找到理想化的极限情况下，以及真正的magnetograms良好的协议，同时获得一个简单的理想化的情况下，计算时间减少到3倍，高达35现实的配置，我们证明，获得的时间增加与输入天气图的空间分辨率。我们还使用观测结果来约束模型，并表明它恢复了相关特征，如流光的位置和形状（与日食白光图像相比），日冕洞（与EUV图像相比）和电流片（与0.1 AU的WSA模型相比）。
2022-05-23 astro-ph.SR
An inner boundary condition for solar wind models based on coronal density
随着社会越来越依赖易受空间天气事件影响的技术，对太阳风的准确预报变得越来越重要。这项工作描述了一个内边界条件的环境太阳风模型的基础上获得的日冕等离子体密度从日冕观测的层析成像图，提供了一种新的替代磁外推。断层密度图提供了一个直接的约束日冕结构在日心距离为4至8 Rs，从而避免了需要模拟复杂的非径向低日冕。一个经验的逆关系将密度转换为太阳风速度，该速度被用作日光层逆风外推（HUXt）模型的内边界条件，以给出地球上环境太阳风速度。动态时间规整（DTW）算法被用来量化层析成像/HUXt输出和原位数据之间的协议。然后使用穷举搜索方法来调整下边界速度范围，以优化模型。早期的结果显示，与MAS/HUXt耦合模型相比，模拟和观测到的太阳风速度之间的平均绝对误差降低了32%。因此，使用从断层摄影获得的密度图作为内部边界约束是日冕磁模型的有效替代方案，并提供了一个显着的进步，在该领域的常规天基日冕观测的可用性。
2022-07-21 astro-ph.SR physics.space-ph
Resolving moving heliospheric structures using interplanetary scintillation observations with the Murchison Widefield Array
本研究利用默奇森宽场阵列2019年中连续49天的行星际闪烁观测，开展盲搜索发现瞬变结构，提出测量运动日球层结构天空平面速度的方法，推测其源于低纬冕洞的流相互作用区，展现了宽场行星际闪烁观测的能力。
2023-09-19 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Solar Transient Recognition Using Deep Learning (STRUDL) for heliospheric imager data
本文提出基于深度学习的STRUDL模型，用于自动检测和分割STEREO航天器HI数据中的日冕物质抛射前沿，并实现跟踪算法生成时间-距离曲线，验证了机器学习在CME自动检测中的可行性。
2025-08-07 astro-ph.IM astro-ph.SR
Coronal mass ejection deformation at 0.1 au observed by WISPR
虽然类似于通量绳的日冕物质抛射（CME）通常会自相似地膨胀，但在观测和模拟中已经报道了沿其前沿的变形。我们提出的证据，一个日冕物质抛射成为变形后，一段时间的自相似扩张的日冕。该事件于2021年1月20日至22日由多个白光成像仪观测到。太阳探测器增强型宽视场成像仪（WISPR）的日光层成像仪观测到的形状变化是明显的，该成像仪对这一CME进行了$\sim$ 44小时的观测。我们重建的CME使用前向拟合模型。在最初的几个小时里，观测结果与自相似膨胀一致，但后来在前面形成了一个酒窝。我们的解释是，由于背景太阳风速度的差异，日冕物质抛射在$\sim0.1\ au$发生变形。日冕物质抛射在高纬度地区扩展得更大，那里的背景太阳风更快。我们考虑其他可能的原因变形，如损失的相干性和慢模冲击。日冕物质抛射的变形似乎在$\sim 0.5\ au$造成了16小时的到达时间误差。这种变形只有在WISPR观测中才能清楚地看到，因此，1~AU日冕仪可能会漏掉它。这种变形可能有助于解释在只有日冕观测的情况下到达时间的误差。
2022-09-26 astro-ph.SR physics.space-ph
