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
Magnetic field-line lengths inside interplanetary magnetic flux ropes
我们报告了行星际日冕物质抛射（ICME）中嵌入的磁通量绳的磁力线扭曲和长度分布的详细和系统的研究。利用Grad-Shafranov重构方法和常扭非线性无力磁绳模型，基于现场Wind航天器测量数据，揭示了圆柱形磁绳中磁力线扭度与长度之间的密切关系。我们发现行星际磁通绳中的磁力线扭曲分布与Lundquist模型不一致。特别是，我们利用Kahler等人（2011年）根据1 AU高能电子爆发观测和Wind航天器探测到的相关III型无线电发射提供的选定ICME事件内磁场-线长度的独特测量。这些直接测量与我们的模型计算进行比较，以帮助评估嵌入的磁结构的磁通绳解释。通过使用不同的磁通绳模型，我们表明，现场直接测量的场线长度是一致的磁通绳结构与螺旋场线的恒定和低扭曲，很大程度上不同于Lundquist模型，特别是对于相对较大规模的磁通绳。
2015-02-18 astro-ph.SR
Understanding the twist distribution inside magnetic flux ropes by anatomizing an interplanetary magnetic cloud
磁通量绳（MFR）是最大喷发的核心结构，即，太阳上的日冕物质抛射（CME）和磁云是行星际空间中的喷发后MFR。关于在CME之前是否存在MFR以及MFR如何在喷发期间通过磁重联形成/增长，存在着强烈的争论。在这里，我们报告了一个罕见的事件，其中一个磁云连续观察到四个航天器分别在水星，金星，地球和火星。借助于均匀扭曲的磁绳模型和一种新发展的恢复冲击压缩结构的方法，我们发现磁云向外传播时，轴向磁通量和螺旋度减小，而扭曲度增大。我们的分析表明，“煎饼”效应和“侵蚀”效应可能共同导致这种变化。“薄饼”效应的重要性很难估计，但侵蚀的特征可以被发现为云的方位角通量的不平衡。后者意味着磁云被严重侵蚀，使其内核暴露在远距离的太阳风中。扭曲的增加以及侵蚀效应的存在表明，喷发后的MFR可能有一个高扭曲的核心包裹在一个扭曲较少的外壳。这些结果对目前对太阳爆发以及MFR的形成和不稳定性的认识提出了很大的挑战。
2018-03-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Distorted Magnetic Flux Ropes within Interplanetary Coronal Mass Ejections
针对行星际日冕物质抛射内磁通量绳传统模型几何形态过于简单的问题，提出可描述任意横截面扭曲与磁轴形变的完全解析扭曲磁通量绳模型，经2023年4月23日ICME事件多点观测验证有效。
2024-06-18 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
Comparative Analyses of Plasma Properties and Composition in Two Types of Small-Scale Interplanetary Flux-ropes
行星际小尺度磁通量绳（SIMFR）的起源以及SIMFR与磁云（MC）的关系至今仍存在争议。在这项研究中，收集了两个SMIFR群体，即，源自太阳的SIMFR（SIMFR-SUN）和源自太阳风的SIMFR（SIMFR-SW）。我们定义SIMFR-SUN（SIMFR-SW）为包含（排除）逆流超热电子并远离（接近）日球电流片的SMIFR。通过对1998年2月至2011年8月ACE观测到的52个SIMFR-SUN和57个SIMFR-SW事件进行无力磁绳模型拟合，验证了SIMFR-SUN和SIMFR-SW事件的有效性。使用的方法，有关的测量，其空间位置内的磁通绳，一个比较调查的等离子体和成分特性内的两个人口SIMFR。结果表明，两类SIMFR具有明显的差异。与SIMFR-SW相比，SIMFR-SUN具有类似于MC的特征，具有较低的中心质子密度、较高的Vrad、较高的低FIP元素丰度、较高且波动较大的平均离子电荷态和与低电晕加热有关的离子电荷态比。此外，SIMFR-SUN内部离子电荷态分布向阳侧高于地球侧，这可能是由耀斑加热引起的。此外，SIMFR-SUN和MCs都显示出血浆β与He/P趋势之间的反相关性。这些特征表明SIMFR-SUN和MC很可能具有相同的起源。这项研究支持SIMFR的两个来源，即，日冕和太阳风。
2020-08-05 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Signatures of magnetic reconnection at boundaries of interplanetary small-scale magnetic flux ropes
行星际小尺度磁通量绳与环境太阳风中磁场的相互作用是理解日球层磁结构演化的重要课题。通过对1995 ~ 2005年125条小通量绳的观测，发现其中44条具有明显的阿尔芬涨落特征，因此将其归类为阿尔芬波列而非通量绳。磁重联的特征，通常包括一个等离子体射流的约30公里/秒的磁场旋转区域内，是清楚地存在于约42%的通量绳和14%的波列的边界。重联排气经常被观察到显示质子温度、密度和等离子体β的局部增加。约66%的磁绳边界重联事件与大于90 °的磁场剪切角有关，其中73%的重联事件显示磁场大小减小20%或更多，表明磁绳边界反平行重联占主导地位。对1995 - 2005年磁绳边界磁重联的发生率进行了研究，发现磁绳边界的磁重联在太阳活动极大期附近相对较低，而在接近太阳活动极小期时则相对较高。磁绳边界重联事件的平均磁场压低和剪切角也揭示了类似的趋势，从1995年到2005年。我们的研究结果表明，第一次，边界的一个相当大的比例小尺度通量绳具有类似的磁云的属性，在这个意义上说，他们都表现出磁重联的签名。观测到的重联信号可能与小通量绳的形成有关，也可能与通量绳与行星际磁场之间的相互作用有关。
2010-07-14 astro-ph.SR
Structures of Interplanetary Magnetic Flux Ropes and Comparison with Their Solar Sources
磁重联是释放磁绳的关键。问题仍然是：磁重联是如何改变磁绳结构的？继最初的研究\citet{Qiu2007}，我们比较的ICME/MC通量绳测量在1 AU和相关的太阳祖先，包括耀斑，灯丝，和CME的属性。特别是，行星际磁通量绳内的磁场线扭曲分布的系统推导和检查。我们的分析表明，对于这些事件中的大多数，扭曲的流量每AU的MC是可比的总重联通量在太阳上，和MC螺旋度的符号是一致的，从太阳源区域的螺旋度的符号判断耀斑后环的几何形状。值得注意的是，我们发现，大约有一半的18磁通量绳，其中大部分是与喷发的灯丝，有一个几乎均匀的和相对较低的扭曲分布从轴到边缘，和大多数的其他磁通量绳表现出非常高的扭曲轴附近，高达$\gtrsim 5$圈每AU，这朝着边缘减少。因此，磁通绳不是线性力自由的。我们还进行了详细的案例研究，显示了两个事件的对比度与不同的扭曲分布在MCs以及不同的耀斑和调光特性在太阳源区域，并讨论如何重联几何形状反映在耀斑形态可能与太阳上形成的磁通绳的结构。
2014-08-07 astro-ph.SR
Manifestation of the stellar wind cycle in infrared images: Example of the heliosphere
本研究通过分析日球磁场变化对红外图像的影响，揭示了星际尘粒分布特征及太阳圈结构变化。
2025-11-27 astro-ph.SR
Investigating plasma motion of magnetic clouds at 1 AU through a velocity-modified cylindrical force-free flux rope model
磁云（MC）是行星际日冕物质抛射（CME）的对应物，通常用通量绳模拟。通过假设磁链的准定常演化和自相似展开，我们在圆柱形无力磁链绳模型中引入了三种类型的整体运动，发展了一种新的磁链的速度修正模型。三种类型的全球运动是远离太阳的线性传播运动，膨胀运动和相对于MC轴的极向运动。将该模型应用于72个由Wind卫星观测到的MCs，研究了MCs的等离子体运动特性。首先，我们发现一些MC有一个显着的传播速度垂直于径向方向，这表明CME的偏转传播和/或在行星际空间旋转的直接证据。其次，我们证实了以前的结果，膨胀速度与径向传播速度相关，大多数MCs在1 AU时没有自相似膨胀。在我们的统计中，大约有62%/17%的MCs在1AU时经历了欠膨胀/过膨胀，平均膨胀率约为0.6。第三，最有趣的是，我们发现，一个显着的极向运动确实存在于一些MC。因此，提出了关于极向运动原因的三种推测。这些发现推进了我们对MC在1 AU处的性质以及CME从太阳到行星际空间的动态演化的理解。
2015-02-28 astro-ph.SR physics.plasm-ph 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
Characteristics of Interplanetary Discontinuities in the Inner Heliosphere Revealed by Parker Solar Probe
利用帕克太阳探测器在轨道4和5上的观测数据，对0.13 ~ 0.9 au的太阳风行星际不连续性的特征和空间演化进行了统计分析。共收集到3948个ID，其中旋转不连续面（RD）2511个，切向不连续面（TD）557个，其余未识别。统计结果表明：（1）在r = 2.00的空间标度下，ID发生率从0.13 au时的200次/天下降到0.9 au时的1次/天;（2）RD/TD比值随日心距的增加而迅速下降，从r0.4 au时的8<0.3 au to 1 at r>次/天迅速下降;（3）磁场有跨ID旋转的趋势，（4）在0.3au内存在一个特殊的RD子群，其特征是磁场旋转角小，传播方向与背景磁场平行或反平行，（5）由局域离子惯性长度（di）归一化的TD厚度没有显示出明显的空间标度，并且通常在5到35 di的范围内，并且归一化的RD厚度遵循r-1.09空间标度，（6）向外（反向阳）传播的RD在所有RD中占主导地位，在等离子体静止坐标系中传播速度与r-1.03成正比。这一工作有助于加深对ID特征和演化的理解，并对研究原始太阳风中的湍流环境具有重要意义。
2021-06-01 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
A Sun-to-Earth analysis of magnetic helicity of the 17-18 March 2013 interplanetary coronal mass ejection
我们比较了2013年3月17-18日行星际日冕物质抛射（ICME）通量绳在1 AU和太阳对应物中的磁螺旋度。前身日冕物质抛射（CME）于2013年3月15日从NOAA活动区11692爆发，并与M1.1耀斑有关。我们使用喷发后拱廊（PEA）方法（Gopalswamy et al. 2017 a）导出源区重联通量，该方法使用光球磁图和PEA下的面积。通过对白光日冕物质抛射观测的正演模拟，得到了近太阳磁绳的几何特性。结合几何特性和重联通量，我们提取了CME通量绳的磁性（Gopalswamy等人，2017 b）。我们推导出磁螺旋度的磁通绳使用其磁性和几何性质获得的太阳附近，并在1 AU。我们使用一个常数-α无力圆柱形磁绳模型来拟合现场观测数据，以获得1-AU ICME的磁性和几何信息。我们发现ICME和CME之间的螺旋度的振幅和符号有很好的对应关系，假设一个半圆形（半环面）的ICME通量绳的长度为π AU。我们发现，在1 AU的总通量绳螺旋度的约83%是由低日冕中的磁重联注入的。讨论了磁绳长度的假设对磁螺度的影响。这项研究通过日地系统连接磁通量绳的螺旋度，对于行星际介质中螺旋度的起源和1天文单位处ICME通量绳的拓扑结构及其空间天气后果具有重要意义。
2017-12-04 astro-ph.SR
Expansion of magnetic clouds in the outer heliosphere
大量的磁化等离子体经常以日冕物质抛射（CME）的形式从太阳中喷出。在太阳风中探测到的这些抛射中的一些是具有通量绳特征的磁云（MC）。磁云是一种典型的在日球层内部膨胀的结构。我们推导出太阳大气层外1 ~ 5个天文单位的MCs的膨胀特性，并与太阳大气层内的MCs进行比较。我们使用原位磁场和等离子体测量分析MCs观测到的宇宙飞船。MC边界是在MC框架中定义的MC轴与最小方差方法只适用于磁绳结构后。在内日球层中，MC内的大部分速度分布接近于时间的线性函数。这表明自相似膨胀和MC尺寸局部遵循太阳距离的幂律，指数称为zeta。我们从原位速度数据中推导出zeta值。我们分别分析的非扰动MC（案件显示几乎为整个事件的线性速度分布），和扰动MC（案件显示强烈扭曲的速度分布）。我们发现，未扰动的MC以类似的无量纲膨胀率（zeta=1.05+-0.34）膨胀，即比在太阳距离和内日光层（zeta=0.91+-0.23）略快。扰动MC的子集膨胀，在内日光层，在一个显着较低的速度和较大的色散（zeta=0.28+-0.52），从数值模拟中发现的时间演变的预期。这种膨胀的局部测量也与MC尺寸、平均磁场和等离子体参数随距离的分布一致。与强场区域（例如，另一MC）相互作用的MC具有最可变的膨胀率（范围从压缩到过度膨胀）。
2012-06-07 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The Solar Connection of Enhanced Heavy Ion Charge States in the Interplanetary Medium: Implications for the Flux-rope Structure of CMEs
我们研究了一组54个行星际日冕物质抛射（ICME）事件，这些事件的太阳源非常接近盘中心（距中央子午线15度以内）。ICME由23个磁云事件和31个非磁云事件组成。我们的分析表明，MC和非MC ICME或多或少有相同的喷发特征在太阳的软X射线耀斑和CME。这两种类型的电荷状态有显着的增强，虽然非MC结构的增强水平略低。电荷态增强的总持续时间也比由太阳风等离子体和磁场特征导出的MC中的电荷态增强的总持续时间小得多。我们发现很好的相关性之间的Fe和O的电荷状态的测量和耀斑性质，如软X射线耀斑强度和耀斑温度的MC和非MC。这些观测结果表明，无论是MC和非MC ICME可能有一个磁通绳结构和不利的观测几何可能是负责非MC结构的外观在1 AU。我们没有发现任何证据表明活动区膨胀导致ICME缺乏磁绳结构，因为MC和非MC事件产生高电荷态和太阳磁绳结构的机制是相同的。
2012-12-04 astro-ph.SR
Forward modeling of coronal mass ejection flux ropes in the inner heliosphere with 3DCORE
预测太阳风暴的地磁效应，被称为日冕物质抛射（CME），目前严重限制了我们无法预测的磁场配置在CME磁芯和通过其三维结构的单个航天器轨迹的观测效果。日冕物质抛射的磁通量绳可以通过强而稳定的指向南方的磁场，导致对地球磁层能量输入的持续强迫。在这里，我们展示了一种新的方法来预测向南的领域Bz的CME通量绳的概念验证的方式。它结合了CME磁绳磁场（三维日冕磁绳抛射或3DCORE）与太阳观测和沿日地线的原位磁场数据的一种新的半经验模型。这些是信使号飞船在2013年7月9日至13日为CME事件提供的。3DCORE是第一个这样的模型，其中包含三维磁通绳磁场的行星际传播和演变、合成航天器的观测和地磁活动指数的预测。对比太阳观测和日冕观测，可以看出日冕中左旋爆发的CME通量绳有一个30度的逆时针旋转和20度的偏转角。计算出的Dst与观测到的Dst极小值及其时间演化相匹配，但结果对CME轴方向高度敏感。我们讨论的假设和限制的方法原型和它的潜力，实时空间天气预报和日光层数据解释。
2018-02-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Characteristics and evolution of sheath and leading edge structures of interplanetary coronal mass ejections in the inner heliosphere based on Helios and Parker Solar Probe observations
目的：我们统计研究了行星际日冕物质抛射（ICME）上游区域的等离子体和磁场特征及其在内日球层中随到太阳距离的演化。我们使用了40个来自Helios 1/2（0.3-1au）和5个来自Parker太阳探测器（0.32-0.75au）的观测良好的ICME样本。对于每个事件，我们确定四个主要的密度结构，即冲击，鞘，前缘（LE），和磁喷出物（ME）本身。研究方法：我们分别推导出每个结构的平均等离子体和磁场参数值以及持续时间，并将结果与上游太阳风（SW）进行比较，以研究不同密度结构之间的相互关系。结果：鞘层结构可能是由压缩等离子体由于湍流SW材料后的冲击。鞘位于前面的一个区域的压缩环境SW，LE，这是通常发现直接在前面的磁驱动器，似乎符合明亮的前沿通常观察到的遥感观测的日冕物质抛射。鞘层在0.06au处变得比周围SW更致密，我们将其解释为实际鞘层形成的平均起始距离。在0.09-0.28au之间，鞘层结构密度开始超过ME内部密度，ME密度在0.45-1.07au之间似乎低于周围SW密度。除了众所周知的ME膨胀，鞘的大小与距离呈弱正相关，而LE似乎不随距离太阳而膨胀。我们进一步发现鞘层密度和局部SW等离子体速度上游的ICME冲击之间的适度反相关。一个经验关系推导出连接的环境SW速度与鞘和LE密度，可用于ICME演变的建模。这些结果的限制。
2022-05-11 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Evidence of a complex structure within the 2013 August 19 coronal mass ejection. Radial and longitudinal evolution in the inner heliosphere
内容：2013年8月19日晚些时候，一个日冕物质抛射（CME）从一个位于地球远侧中央子午线附近的活动区爆发。STEREO-A、STEREO-B和SOHO航天器对这一事件及其伴随的冲击进行了远程观测。行星际对应物（ICME）在0.3天文单位附近被信使号拦截，并在1天文单位附近被STEREO-A和STEREO-B拦截，它们在日经度上相距78°。本研究的主要目的是跟踪整个内日球层ICME的径向和纵向演变，并研究在太阳盘面上观测到的不同磁通量-绳状结构的可能情况，这些结构是在太阳经度上相隔15°的信使号和立体声-A以及探测到ICME侧翼的立体声-B的位置进行现场测量的。结果：我们发现STEREO-B探测到的磁通量-绳结构属于MESSENGER和STEREO-A探测到的同一ICME。在STEREO-B推断出相反的螺旋度，可能是由于航天器拦截了远离磁通量索轴的结构的一条腿，而STEREO-A和信使则穿过了磁通量索的核心。在信使号和立体声-A上测量的不同的磁绳取向可能是因为这两个航天器测量的是弯曲的、高度扭曲的和相当复杂的磁通量-绳拓扑结构。ICME可能在其内部日光层的演变中遭受了额外的扭曲，例如当到达1天文单位时，西侧的传播速度比东侧快。结论：这项工作说明了环境条件如何显着影响CME/ICME的扩展和传播，为已经不对称的喷发引入额外的不规则性，以及这些复杂的结构如何无法直接重建现有的模型。
2022-03-05 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
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 effects of expansion and turbulence on the interplanetary evolution of a magnetic cloud
本文利用膨胀箱模型研究磁通量绳在球对称膨胀太阳风中的内部动力学，发现膨胀几何和湍流分别主导径向尺寸增大与横向结构扩散，并提出用内部与传播时间尺度之比来分类磁通量绳的径向膨胀类型。
2025-05-21 astro-ph.SR physics.space-ph
Application of a Modified Spheromak Model to Simulations of Coronal Mass Ejection in the Inner Heliosphere
行星际日冕物质抛射（ICME）以通量绳的形式起源于太阳附近，其磁场决定了其地球效应。因此，强大的磁通绳为基础的模型CME进行磁流体动力学（MHD）模拟旨在空间天气的预测。我们提出了一个修改的spheromak模型，并证明其适用于CME模拟。在该模型中，模拟日冕物质抛射的极向和环向磁通量以及螺旋度符号等性质可以通过一组输入参数来控制。我们提出了一个鲁棒的技术引入CME与一个适当的速度到一个背景，MHD解决方案描述的太阳风在内日球层。通过参数研究，我们发现日冕物质抛射的速度更依赖于它的极向磁通而不是环向磁通。我们还表明，日冕物质抛射的速度增加其总能量，让我们控制其初始速度。我们进一步证明了该模型的适用性CME-CME碰撞的模拟。最后，我们使用这个模型来模拟2012年7月12日的CME和比较等离子体的性质在1 AU的观测。预测的日冕物质抛射的性质与观测数据吻合较好。
2020-02-24 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
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
Magnetohydrodynamic simulation of coronal mass ejections using interplanetary scintillation data observed from radio sites ISEE and LOFAR
行星际闪烁（IPS）是探测行星际空间日冕物质抛射（CME）的有效工具。全球磁流体动力学（MHD）模拟的日光层，这通常是用来预测的CME的到来和地理有效性，可以改善使用IPS数据。在这项研究中，我们展示了一个MHD模拟，包括IPS数据从多个站，以改善CME建模。2017年9月9日至10日发生的CME是在2017年9月10日至12日期间使用名古屋大学空间地球环境研究所（ISEE）的低频阵列（LOFAR）和IPS阵列进行观测的，因为它们通过内日光层进行跟踪。我们模拟CME的传播使用全球MHD模拟，SUSANOO-CME，其中CME被建模为spheromak，和IPS数据合成的模拟结果。MHD模拟表明，日冕物质抛射在行星际空间合并，形成了复杂的IPS g级分布的天空地图。我们发现，与仅从ISEE站点拟合这些模拟时的测量结果相比，最适合LOFAR和ISEE数据的MHD模拟提供了更好的CME重建以及对其到达地球的更好预测。在本研究中，更多的IPS数据从多个站在不同的地方时间，可以帮助重建的全球结构的CME，从而改善和评估CME的模拟。
2022-09-26 astro-ph.SR physics.space-ph
Spectral properties of mesoscale fluctuations in interplanetary coronal mass ejections
University of Helsinki（赫尔辛基大学）；University of Alberta（阿尔伯塔大学）
研究行星际日冕物质抛射中尺度波动的光谱特性，用小波功率谱分析142个ICME区间，发现中尺度光谱斜率更平缓，波动有高交叉螺旋度、低压缩性等特点，慢风区间类似，表明ICMEs中尺度存在光谱狭窄的\(1/f\)范围。
2026-10-30 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
First analysis of in-situ observation of surface Alfvén waves in ICME flux rope
阿尔文波（AWs）在空间和天体物理等离子体中是不可避免的。它们在等离子体中发生的各种物理过程中的关键作用引发了对日地物理学的深入研究。模拟研究提出了沿圆柱形磁绳表面产生AWs，称为表面AWs（SAW）;然而，迄今为止，这种独特的波的观测验证一直难以捉摸。我们报告的第一个\textit{in-situ}观测SAW在行星际日冕物质抛射通量绳。我们应用瓦伦检验来识别它们。Elsasser变量被用来估计这些SAW的特性。它们可能被磁通绳足点的运动或等离子体磁云边界的不稳定性所激发。这里，表面对准的磁场中的等离子体密度或场强的变化可以触发SAW。
2023-02-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
MHD modeling of a geoeffective interplanetary CME with the magnetic topology informed by in-situ observations
本研究开发了内日球层MHD模型GAMERA-Helio，结合Gibson-Low模型模拟2010年4月3日地效CME的传播，利用原位观测约束磁拓扑，成功再现了磁场分量的部分变化，并确定了磁通绳的东西向取向。
2024-05-20 astro-ph.SR physics.space-ph
Multi-spacecraft observations of the structure of the sheath of an interplanetary coronal mass ejection and related energetic ion enhancement
日冕物质抛射（CME）前的鞘层是随着CME的膨胀和传播而形成的大型日光层结构。湍流和压缩鞘有助于加速日冕和行星际空间中的粒子，但它们的内部结构与粒子运动的关系仍然相对较少研究。特别是，当激波马赫数较低时，鞘层在加速粒子中的作用是一个重要的开放问题。这项工作旨在提供新的见解CME鞘层的内部结构与高能粒子增强。2020年4月19日至21日，在0.8和$\sim$ 1 AU（太阳轨道器，风，ACE和BepiColombo）处对径向排列的航天器进行的鞘层观测提供了实现这一目标的良好机会。鞘管之前有一个微弱的冲击。高能离子增强发生在太阳轨道器和L1的鞘层结构内的不同位置。磁波动幅度在惯性范围尺度增加鞘相对于上游风。然而，当归一化到本地平均场，波动幅度并没有显着增加，波动的磁压缩性也没有增加。在不同的航天器上，各种子结构被嵌入鞘内，包括多个日光层电流片（HCS）交叉点和一个小尺度通量绳。在L1，离子通量增强与HCS交叉有关，而在太阳轨道器，增强发生在绳索内。从上游太阳风扫过并在鞘层中压缩的子结构可以充当特别有效的加速部位。一种可能的加速机制是与鞘层中的小尺度通量绳和翘曲的HCS相关联的电子感应加速器加速。
2021-12-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Flares and flux ropes: an entangled story
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Nanjing University（南京大学）；Max-Planck Institute for Solar System Research（马克斯·普朗克太阳系研究所）
本综述介绍了采用多维磁流体动力学（MHD）对太阳耀斑及相关通量绳抛射的建模最新进展，纳入了观测证实的相关要素，强调了标准耀斑设置中的自洽研究工作。
2026-10-15 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Evolution and Impact of Switchbacks Throughout the Heliosphere
Space Sciences Laboratory, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校空间科学实验室）；Department of Physics, Auburn University（奥本大学物理系）；Department of Earth, Planetary, and Space Sciences, University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校地球、行星与空间科学系）；Department of Physics, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校物理系）；Astronomy and Space Physics Department, National Taras Shevchenko University of Kyiv（基辅国立塔拉斯舍甫琴科大学天文与空间物理系）；Department of Climate and Space Sciences and Engineering, University of Michigan（密歇根大学气候与空间科学与工程系）；Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森尼天体物理中心）；LPC2E, CNRS/University of Orléans/CNES（CNRS/奥尔良大学/CNES LPC2E）；Southwest Research Institute（西南研究院）；University of Maryland College Park（马里兰大学帕克分校）；Department of Physics, Imperial College London（伦敦帝国理工学院物理系）；Institute for Plasma Science and Technology (ISTP), CNR（CNR等离子体科学与技术研究所）；Max Planck Institute for Solar System Research（马克斯·普朗克太阳系统研究所）
研究磁回折在远离太阳时的演化及影响。通过回顾其扩展驱动增长和因多种过程的衰减，以及对太阳风物理的影响，最后提出未来研究方向。
2026-07-07 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Interplanetary scintillation-informed heliospheric modelling for the MeerKAT Pulsar Timing Array 4.5 yr dataset
Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery（引力波发现ARC卓越中心）；CSIRO, Space and Astronomy（CSIRO空间与天文学部）
研究日球层密度变化对脉冲星计时阵列探测引力波的影响，核心方法是用IPS-UCSD模型处理MeerKAT PTA数据集，主要贡献是发现时变球对称模型在特定条件下可减轻日球层时间延迟影响，并提议用精确脉冲星改进密度模型。
2026-07-13 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Geometric and magnetic properties of coronal flux ropes associated with CMEs leading to geomagnetic storms
我们研究了2011 - 2013年间发生的三次行星际日冕物质抛射（ICME），这些ICME都有磁云（MC）到达1 AU的明显特征，并研究了它们的太阳来源。将近日日冕磁绳的轴向磁场强度（B 0）与1AU处的MC的轴向磁场强度进行比较，发现假设磁绳自相似膨胀的1AU处的B 0的平均推断值比MC拟合结果的B 0值小一倍。此外，通过比较磁绳在太阳附近的初始取向和在1天文单位处的最终取向，我们发现这三个CME在通过行星际介质传播期间表现出超过80度的旋转。我们的研究表明，虽然近太阳的日冕磁通绳的磁性可以用来推断磁场强度的相关MC在1 AU，这是很难估计的MC轴的最终方向，以预测的ICME的地理有效性。
2018-05-29 astro-ph.SR
Latitudinal Dependence of Cosmic Rays Modulation at 1 AU and Interplanetary-Magnetic-Field Polar Correction
能量低于30 GeV/nuc时，日光层内的宇宙射线强度差取决于太阳活动和行星际磁场极性。这种变化，称为太阳调制，使用2-D（半径和余纬）蒙特卡罗方法求解帕克运输方程，包括扩散，对流，磁漂移和绝热能量损失。由于整个运输是密切相关的行星际磁场（IMF）的结构，更好地理解他的描述是必要的，以重现宇宙射线强度在地球上，以及以外的黄道平面。本文提出了一个行星际磁场模型，包括黄道区的标准描述和极坐标修正。在HelMod Monte Carlo代码（2.0版）中对IMF进行的这种处理被用来确定对11.AU处质子差分强度的影响，并使人们能够研究1995年期间利用地球观测卫星在日光层内观测到的质子强度的纬度梯度如何受到极地IMF修改的影响。
2012-12-10 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
Propagation Times and Energy Losses of Cosmic Protons and Antiprotons in Interplanetary Space
本研究采用基于随机方法的数据驱动模型，结合多任务观测数据校准，计算行星际空间中宇宙质子与反质子的传播时间及能量损失的概率密度，探究22年磁极性周期内的演化及电荷符号效应，深化对太阳调制的理解。
2025-03-19 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Plasma Energization in Colliding Magnetic Flux Ropes
磁通量绳通常在整个日光层中观测到，最近的研究表明，相互作用的磁通量绳与一些高能粒子事件有关。在这项工作中，我们进行了二维粒子模拟（PIC）研究的两个磁通量绳（或磁岛）的合并，以及随后的等离子体的碰撞过程。初始化的模拟与两个磁岛嵌入在一个重新连接的电流片。两个岛屿相撞，最终合并成一个岛屿。在此过程中，随着磁能被释放并转换为等离子体能量，粒子被加速，包括由理想电场引起的体动能增加，以及由流体压缩和非理想电场引起的热能增加。我们发现，这些不同的反射机制的贡献都是重要的，并相互比较。流体剪切和非旋向压力张量也有助于能量转换过程。对于不同的盒子大小范围从$L_x \sim 25$-$100 d_i$和离子-电子质量比$m_i / m_e = 25$，100和400的模拟，我们发现，一般的演变是定性相同的所有运行，和的ESTA仅弱依赖于系统的大小或质量比。这些结果有助于我们理解太阳和日光层环境中的等离子体放电。
2018-09-22 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Interplay of large-scale drift and turbulence in the heliospheric propagation of solar energetic particles
本文通过解析模型和全轨道测试粒子模拟，研究了日球层湍流对太阳高能粒子导向中心漂移的抑制，发现实际减弱程度远低于理论预测，表明漂移在宇宙线传播中仍具重要作用。
2024-12-18 astro-ph.SR physics.space-ph
Numerical modeling of cosmic rays in the heliosphere: Analysis of proton data from AMS-02 and PAMELA
日球层内的银河宇宙射线（CR）受到太阳调制的影响。为了研究这一现象及其潜在的物理机制，我们进行了数据驱动的分析CR质子通量的时间依赖性在太阳周期。调制效应是通过对日光层中宇宙粒子的随机模拟来模拟的。该模型使用AMS-02和PAMELA实验从2006年到2017年每月测量的CR质子进行约束。通过对这些数据的全局统计分析，我们确定了控制CR扩散的关键模型参数，它对粒子刚度的依赖，以及它在太阳周期中的演变。我们的结果跨越了太阳极小期、太阳极大期，以及磁场反转和极性相反的时期。随着CR输运参数的演变，我们研究了它们与太阳活动代理和行星际参数的关系。我们发现，CR扩散的平行平均自由程的刚性依赖性表现出显着的时间依赖性，表明在太阳周期的不同制度之间的交换行星际湍流的长期变化。扩散参数的演变显示出延迟与太阳活动代理的相关性，反映了日光层等离子体的动态，和不同的依赖性相反的磁极性状态，反映了电荷符号依赖漂移的影响，在CR调制。
2021-05-27 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Comparing generic models for interplanetary shocks and magnetic clouds axis configurations at 1 AU
行星际日冕物质抛射是太阳瞬变喷发的表现形式，它能显著改变日球层的等离子体和磁场条件。它们通常在地震之前出现，并且在三分之一到一半的地震中原位检测到磁通量绳。本研究的主要目的是获得最佳的定量形状的磁通绳轴和激波表面的航天器穿越这些结构的过程中获得的现场数据。我们首先比较了从独立的数据分析相同的事件，在现场观察到的1AU从太阳的磁通绳轴和冲击法线的方向。然后，我们进行了一个原始的统计分析轴/冲击法线通过推导出他们的取向的统计分布。我们使用来自描述这些形状的几个合成模型的分布来拟合观察到的分布。我们表明，轴/冲击方向的分布是非常敏感的，它们各自的形状。一个用于分析行星际成像仪数据的经典模型与现场数据不兼容。另外两个模型介绍，为轴和冲击法线的结果导致非常相似的形状，事实上，MC和冲击的数据是独立的加强这一结果。最适合所有数据集的模型具有椭圆形形状，对于所有数据集具有相似的纵横比值。这些导出的磁绳轴和激波表面的形状有几个潜在的应用。首先，这些形状可用于构建一致的ICME模型。其次，这些通用形状可用于开发定量模型以分析成像仪数据，并限制ICME数值模拟的输出。最后，它们将对空间天气预报产生影响，特别是对预测ICME到达地球的时间产生影响。
2015-03-20 astro-ph.SR
An Observationally Constrained Analytical Model for Predicting the Magnetic Field Vectors of ICMEs at 1 AU
我们报告了一个观测约束的分析模型，行星际通量绳模拟器（INFROS），用于预测行星际介质中日冕物质抛射（CME）的磁场矢量。INFROS的主要结构涉及使用从观测参数获得的近太阳通量绳特性，这些参数通过模型演变，以估计行星际日冕物质抛射（ICME）在任何日心距离处的磁场矢量。我们已经制定了一个新的方法，在INFROS纳入膨胀的性质和随时间变化的轴向磁场强度的通量绳在其通过航天器。作为概念的证明，我们提出了2013年4月11日发生的撞击地球的CME的案例研究。利用日冕物质抛射通量绳的近太阳性质，我们估计了宇宙飞船在1天文单位时撞击日冕物质抛射的磁矢量。预测的ICME的磁场分布显示出良好的协议与现场航天器所观察到的。重要的是，从模型预测获得的磁场（Bz）的向南分量的最大强度（10.5 $\pm$ 2.5 nT）与观测值（11 nT）一致。虽然我们的模型不包括ICME等离子体参数的预测，作为一个一阶近似，它显示了有前途的结果，在近实时的预测Bz的预测相关的磁暴的严重程度是至关重要的。与耗时且计算昂贵的MHD模型相比，这可能是一种简单的空间天气预报工具。
2019-12-07 astro-ph.SR physics.space-ph
Numerical Study of the Longitudinally Asymmetric Distribution of Solar Energetic Particles in the Heliosphere
太阳高能粒子影响着日地空间环境，是空间天气研究的一个重要方面。在这项工作中，我们数值研究了SEPs在三维行星际磁场中的输运过程，重点是SEPs在日光层中的纵向分布。我们证实了我们以前的发现，存在一个东西纵向不对称的SEP强度，即，在太阳源中心与观测者磁足点的经度间隔相同的情况下，位于观测者名义磁足点东侧的太阳源产生的SEP事件的通量系统地大于位于观测者名义磁足点西侧的太阳源产生的SEP事件的通量。我们讨论了这一现象的形成机制，并得出结论，SEPs的纵向不对称分布是由于日球磁场拓扑结构中的东西方位不对称性以及垂直扩散对SEPs在日球中传输的影响造成的。我们的研究结果对于理解日地关系和空间天气预报具有重要意义。
2015-06-03 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-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
Development of a coronal mass ejection arrival time forecasting system using interplanetary scintillation observations
日冕物质抛射（CME）到达地球时会对地球环境造成扰动。然而，预测日冕物质抛射的到来仍然是一个挑战。我们已经开发了一个行星际闪烁（IPS）估计系统的基础上的全球磁流体动力学（MHD）模拟的内日光层预测CME的到达时间。在这个系统中，日冕物质抛射的初速度大致来自白光日冕观测。然后，通过全球MHD模拟计算了CME的传播。IPS的响应估计的三维密度分布的内日球层从MHD模拟。模拟的IPS响应进行了比较，与实际的IPS观测研究所空间地球环境研究，名古屋大学，并显示出良好的协议与观察到的。我们使用2017年9月5日观察到的X9.3耀斑生成的光环CME事件演示了模拟系统的工作原理。我们发现，CME模拟，最好地估计IPS观测可以更准确地预测CME到达地球的时间。这些结果表明，CME到达时间的准确性可以提高，如果我们目前的MHD模拟包括IPS数据。
2019-03-28 astro-ph.SR
Magnetic Flux Ropes in the Solar Corona: Structure and Evolution toward Eruption
磁通量绳的特征在于相干扭曲的磁场线，这是普遍存在于磁化等离子体。作为太阳大气中各种喷发现象的核心结构，通量绳是理解太阳喷发的物理机制的关键，太阳喷发影响日光层和行星大气。地球空间环境中最强烈的扰动往往与来自太阳的大规模通量绳与地球磁层的碰撞有关，导致不利的、有时是灾难性的空间气象影响。然而，它仍然是难以捉摸的通量绳如何形成和演变的喷发，以及它是如何结构化和嵌入在环境场。本文件解决了这些重要问题，从观测者的角度来看，审查目前的理解日冕通量绳，重点是其结构和新生的演变向太阳爆发，实现了遥感和原位探测与建模和模拟相结合的观测。它突出了日冕物质抛射（CME）的启动机制，其中电流片中的等离子体团合并成一个“种子”通量绳，其随后演变成CME是符合标准模型，从而弥合微观尺度和宏观尺度动力学之间的差距。
2021-06-09 astro-ph.SR physics.space-ph
Distorted-Toroidal Flux Rope model for Heliospheric Flux Ropes
针对日球层磁通量绳三维表征难题，提出具有任意横截面的扭曲环形通量绳解析模型，可自洽求解麦克斯韦方程组，为研究太阳风磁结构复杂扭曲提供新工具。
2022-10-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Pinching of ICME Flux Rope: Unprecedented Multipoint Observations of Internal Magnetic Reconnection during Gannon's Superstorm
研究利用多颗航天器观测2024年Gannon超级风暴，揭示ICME磁通量绳内部大尺度磁重联及其空间天气意义。
2025-08-30 astro-ph.SR physics.space-ph
Interplanetary magnetic flux rope observed at ground level by HAWC
我们报告的地面探测银河宇宙线（GCR）通量增强持续$\sim$ 17小时，并与地球上空的磁通量绳（MFR）的通道。MFR与2016年10月9日由灯丝喷发引起的缓慢日冕物质抛射（CME）有关。由于喷发期间的安静条件和行星际CME传输到地球期间缺乏相互作用，相关的MFR保持了其配置，并以强磁场，低密度和与当地背景相比非常低的湍流水平到达地球，从而产生理想的条件以沿着MFR的磁场重定向和引导GCR（在$\sim$ 8至60 GV刚度范围内）。MFR内一个重要的负$B_Z$分量引起地磁场的大扰动和相对较强的磁暴。然而，这些干扰不是GCR增强背后的主要因素。相反，我们发现，主要因素是MFR轴和观察员的渐近方向之间的对齐。
2021-01-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
The Internal Magnetic Field Structure of ICMEs in the Heliosphere
Sun Yat-sen University（中山大学）；National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家空间科学中心）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本研究通过多航天器观测96个磁云，用Gold--Hoyle通量绳模型重构ICME内部磁场，发现轴向场强和扭缠密度随日心距离增大而减小，扭缠密度上限遵循特定尺度关系，为行星际磁通量绳演化提供观测约束。
2026-07-30 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Interplanetary Rotation of 2021 December 4 CME
结合多航天器观测与低日冕数值模拟，研究2021年12月4日CME的行星际旋转，揭示太阳风速度差异及CIR导致其磁通量绳轴取向改变。
2024-10-28 astro-ph.SR physics.space-ph
Flux-Rope Twist in Eruptive Flares and CMEs: due to Zipper and Main-Phase Reconnection
本文讨论了在爆发性耀斑或日冕物质抛射中，扭曲通量管爆发时的三维重联性质。重联有两个阶段：首先，3D“拉链重联”沿着初始日冕弧传播，平行于极性反转线（PIL），然后，在爆发期间，在通量绳周围的低日冕中，随后的准2D“主相重联”产生日冕环和色球带，它们沿着垂直于PIL的方向远离PIL传播。拉链重新连接产生了大约一圈的扭曲磁通绳（$2π$扭曲弧度），然后主相重新连接建立了具有几圈相对均匀扭曲的喷发磁通绳的主体。第二种情况是从拱廊下预先存在的通量绳开始。在这里，拉链相可以产生具有许多匝的核心，这些匝取决于新形成的耀斑带和新的通量绳中的磁通量的比率。主相重连然后在扭曲的中心纤芯上增加一层大致均匀的扭曲。相位和场景都以简单的方式建模，假设初始磁通量沿PIL分段。该模型利用磁螺旋度守恒和磁通守恒，以及磁螺旋度均分，推导出喷发磁绳的初始几何形状的扭曲。行星际观测表明，一些磁通绳具有相当均匀的扭曲，这可能是当拉链相和任何预先存在的磁通绳具有小或中等扭曲（高达一圈或两圈）时产生的。其他行星际通量绳具有高度扭曲的芯（多达五圈），当存在预先存在的通量绳和产生大量额外扭曲的活动拉链相时，可以产生这种芯。
2016-12-31 astro-ph.SR
A Catalog of Interplanetary Coronal Mass Ejections Observed by Juno between 1 and 5.4 AU
我们使用磁场测量的朱诺号航天器编目和调查行星际日冕物质抛射（ICME）超过1 AU。在其巡航阶段，朱诺号在2011年9月至2016年6月期间在太阳风中度过了大约5年，提供了1至5.4 AU的行星际磁场（IMF）测量值。因此，朱诺号提供了自1990-2009年任务以来对超过1 AU的ICME属性进行统计分析的最新机会。我们的目录包括80个这样的ICME事件，其中32个包含相关的通量绳状结构。我们发现，磁通量绳的平均磁场强度的依赖性随着日心距离为$r^{-1.24 \pm 0.43}$ 1和5.4 AU之间，在很好的协议与以前的关系使用ICME目录计算在1000。我们将Juno星表与HELCATS星表相结合，创建了一个覆盖0.3-5.4 AU的ICME数据集。使用线性回归模型来拟合双对数图上的组合数据集，我们发现，在较小的日心距离处观察到的ICME的全球扩张速率与在1 AU以外观察到的ICME的全球扩张速率之间存在明显差异。在朱诺编目ICME提出了一个很好的基础，未来多航天器研究ICME的演变之间的内日光层，1 AU，和超越。
2021-11-22 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Evolution of CME Properties in the Inner Heliosphere: Prediction for Solar Orbiter and Parker Solar Probe
利用来自1天文单位监测器、行星探测器、太阳神和太阳系的数据，通过统计研究，我们知道日冕物质抛射（CME）内部的磁场和等离子体量随距离的演化。这并不包括最内层的日光层，低于0.29天文单位，那里还没有公开的数据。在这里，我们描述了模拟的日冕物质抛射的性质的演变在日光层内使用两种不同的启动机制。我们比较了这些属性的径向演变与统计研究的基础上，在日光层内的观测太阳神和信使发现。我们发现扭曲磁绳和扭曲CME的径向尺寸和磁场强度的演化几乎没有区别。这些性质的演变也与过去的研究，主要是最近的统计研究使用现场测量和使用远程观测的日冕物质抛射的研究是一致的。
2019-10-10 astro-ph.SR
