The origin of slow Alfvénic solar wind at solar minimum
虽然缓慢的太阳风的起源还不清楚，但越来越多的证据表明，至少有一部分太阳风是在过度膨胀的冕洞磁场线上以稳定状态释放出来的。这种类型的慢风与快太阳风具有相似的性质，包括高度的阿尔文性。在这项研究中，质子，α粒子和电子测量的组合被用来研究在0.35 AU的慢Alfvénic风的一个单一的间隔的动力学特性。结果表明，这种缓慢的Alfvénic间隔的特点是高α粒子丰度，明显的α-质子差分流，强质子束，和大的α质子温度比。这些都是在快速太阳风中持续观察到的特征，增加了至少一些Alfvénic慢太阳风也起源于冕洞的证据。观测到的速度，质量通量和电子温度之间的差异慢Alfvénic风和快的解释不同的磁场几何形状在较低的日冕。
2020-01-27 astro-ph.SR physics.space-ph
Active region contributions to the solar wind over multiple solar cycles
冕洞和活动区都是太阳风的源区。这些日冕结构在空间和时间上的分布是众所周知的，但不清楚每个来源对太阳风的贡献有多大。在这项研究中，我们使用光球磁场地图在过去的四个太阳活动周期观测到的，以估计什么比例的磁开放太阳通量是植根于活动区，代理的所有太阳风的分数起源于活动区。我们发现，活动区的贡献率变化的太阳风在任何一个时间在30%至80%之间的太阳极大期，是可以忽略不计的太阳极小期，表现出很强的相关性与太阳黑子数。虽然活跃区域通常局限于日冕中的$\pm$ 30 $^{\circ}$纬度，但它们产生的太阳风可以到达高达$\pm$ 60 $^{\circ}$纬度。它们对太阳风的贡献也与日冕物质抛射率相关，并且变化很大，在单个太阳活动极大期内，每月的时间尺度变化$\pm$ 20%。我们推测，这些变化可能是由日冕物质抛射造成的日冕磁场在次月时间尺度上的重新配置。
2021-08-10 astro-ph.SR physics.space-ph
Estimation of the solar wind extreme events
这项研究分析了由于太阳风扰动而在太阳风和磁层中发生的极端事件。极值理论已被应用到一个20年的数据集，从高级成分探测器（ACE）航天器的1998年至2017年期间。分析了太阳风中的质子速度、质子温度、质子密度和磁场等极端事件的特征。分析了太阳风电场vB $_{z}$，以表征太阳风中的极端扰动对磁层的影响。这些极端值是对40年一遇和80年一遇事件的估计，分别是原始数据集范围的2倍和4倍。通过与前几年记录的极端事件的测量值进行比较，验证了估计值。最后，我们的研究还表明，在所研究的幅度存在一个上限。
2021-11-30 astro-ph.SR physics.space-ph
The Near-Sun Streamer Belt Solar Wind: Turbulence and Solar Wind Acceleration
帕克太阳探测器（PSP）的第四个轨道到达日心距离下降到27.9 Rs，使太阳风湍流和加速机制能够在比以前更靠近太阳的地方进行现场研究。的湍流特性被认为是显着不同的PSP的第四次太阳能遇到的入境和出境部分，可能是由于接近日光层电流片（HCS）在出境期间。在HCS附近，在流光带风中，湍流被发现具有较低的振幅，较高的磁压缩性，较陡的磁场谱（谱指数接近-5/3而不是-3/2），较低的Alfvénicity，以及在低得多的频率下的“1/f”突变。这些也是1天文单位时慢风的特征，表明近太阳流带风是典型的慢太阳风。性质的转变发生在距HCS约4°的预测角距离处，这表明在这些距离处，流光带风的全宽约为8°。虽然大多数的Alfvénic湍流能量通量PSP测量的反射驱动的湍流模型所需的太阳风加速是一致的，在流光带的通量显着低于模型预测，这表明额外的机制是必要的，以解释加速的流光带太阳风。
2021-01-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Shock-wave radio probing of solar wind sources in coronal magnetic fields
近地环境以及其他类地行星大气中的空间天气效应是由太阳的微粒辐射引起的，称为太阳风。太阳磁场控制着日冕结构。太阳风源中的磁场强度值--空间天气气候建模和预测的关键信息--来自各种太阳空间和地面观测，但迄今为止还没有考虑到特定类型的无线电爆发。这些是“断裂”的II型射电爆发，归因于冲击波与发出太阳风的日冕结构的碰撞。在这里，我们报告的两个“断裂”II型爆发的无线电观测，以证明一种新的工具，探测磁场变化的太阳风源。这些结果对解释这类爆发有直接的影响，并有助于当前对太阳风辐射源的研究。
2021-10-29 astro-ph.SR physics.space-ph
On the time lag between solar wind dynamic parameters and solar activity UV proxies
太阳活动在广泛的时间尺度上表现出可变性和周期性行为，最突出的周期平均长度为11年。这种可变性通过太阳风、辐射和其他过程在日光层内传播，影响行星际介质的性质。在不同的太阳风和地磁指数中，与太阳活动相关的周期性的存在是显而易见的，尽管相对于太阳指数有时间滞后，导致滞后循环。在这里，我们调查的时间滞后行为之间的物理代理的太阳活动，钙II K指数，和两个太阳风参数（速度和动态压力），研究它们的成对相对滞后变化几乎五个太阳周期。我们发现，Ca II K指数和太阳风速度之间的滞后不是恒定的，在整个调查的时间间隔，值从6年到1年（平均3.2年）。太阳风动压也有类似的行为。然后，通过使用Lomb-Scargle周期图分析，我们得到了10.21年的平均周期的速度和10.30年的动压。我们推测，太阳风参数相对于太阳11年周期的不同周期性可能与观测到的时间滞后的整体时间演化有关。最后，通过对它们的解释，我们得到了将Ca II K指数的振幅与两个太阳风参数联系起来的经验关系。
2022-10-14 astro-ph.SR physics.space-ph
Alpha-proton Differential Flow of the Young Solar Wind: Parker Solar Probe Observations
α粒子相对于质子的速度可以根据太阳风的类型和与太阳的距离而变化（Marsch 2012）。先前的航天器测量到的α质子的速度差低至0.3天文单位。帕克太阳探测器（PSP）现在首次能够洞察新加速的太阳风靠近太阳的差异流动。在这里，我们研究的PSP近日点附近的相遇3-7时，核心太阳风是在太阳探测器离子分析仪（SPAN-I）仪器的视野质子和α体速度之间的差异。正如以前在较大的日光层距离的报告，α质子差速度观测的PSP是更大的快风比慢太阳风。我们比较PSP观测与各种航天器的测量，并提出了径向和时间演化的α-质子差速度。差异流随着太阳风从太阳传播而减小，这与以前的观测结果一致。虽然Helios表现出一个小的径向依赖性差流的缓慢太阳风，PSP清楚地表明这种依赖性的年轻缓慢太阳风下降到0.09 AU。我们的分析表明，α-质子差速度的大小主要是低于本地阿尔文速度。此外，阿尔法粒子通常比靠近太阳的质子移动得更快。PSP在其第八次遭遇期间穿过Alfvén表面，并可能在未来的遭遇中穿过它，使我们能够首次调查非常接近太阳风加速源区域的差异流。
2022-02-07 astro-ph.SR 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
Properties of Steady Sub-Alfvénic Solar Wind in Comparison with Super-Alfvénic Wind from Measurements of Parker Solar Probe
本文通过分析帕克太阳探针数据识别出多个稳态亚阿尔芬速太阳风区间，揭示其低密度、低速、折返受抑制及起源于冕洞边界等特征，证明其为低马赫数边界层，并与快风、慢流带风共同构成太阳附近年轻太阳风的三种典型成分。
2023-12-04 astro-ph.SR physics.space-ph
NIRwave: A wave-turbulence-driven solar wind model constrained by PSP observations
我们生成一个模型描述的太阳风的基础上明确的波湍流驱动的加热机制，并约束我们的模型与观测数据。我们在三维磁流体动力学程序NIRVANA中加入了一个显式的日冕热源项来模拟太阳风的性质。适应的加热机制是基于相互作用和随后的耗散的反向传播阿尔文波在太阳日冕，占湍流加热率Q_p。太阳磁场被假定为一个轴对称偶极子的场强为1 G。我们的模型结果进行了验证，对观测数据的帕克太阳探测器（PSP）。我们的NIRwave太阳风模型重建了太阳风的双峰结构，风速分别为410 km/s和650 km/s。我们的太阳风模型的全球质量损失率是每年2.6e-14太阳质量。尽管实施简化的条件来代表太阳磁场，太阳风参数表征我们的稳态解决方案是在合理的协议与先前建立的结果和经验的限制。从我们的风解决方案的数密度是在很好的协议与导出的经验约束，径向速度和温度的偏差较大。在比较与NIRVANA产生的多方风模式，我们发现，我们的NIR波模型是在更好的协议，我们得到的观测约束。
2023-02-13 astro-ph.SR physics.space-ph
Characterizing Solar Spicules and their Role in Solar Wind Production using Machine Learning and the Hough Transform
本研究利用机器学习和 Hough 变换分析太阳图像，识别并表征了针状物的旋转特征，揭示了其在能量传输及快太阳风加速中的关键作用。
2024-08-13 astro-ph.SR physics.space-ph
Testing the Alfvén-wave model of the solar wind with interplanetary scintillation
了解太阳风加速的机制在天体物理学和地球物理学中具有重要意义。一个有希望的太阳风加速模型被称为波/湍流驱动（WTD）模型，其中阿尔文波向太阳风提供能量。在这项研究中，我们测试了WTD模型与全球测量的风速行星际闪烁（IPS）的观测。对于卡林顿旋转的最小和最大活动阶段，我们选择了场线计算的位场源面法在高纬度和中纬度地区，并比较了模拟和观测的风速。通过求解从光球层到太阳风的磁流体动力学方程，以自洽的方式进行了模拟。在高纬度地区，模拟的太阳风速度符合IPS观测比经典的Wang-Sheeley经验估计，无论是在最大和最小活动阶段。在中纬度地区，该协议可能是因为WTD模型和/或磁场外推的不准确性。我们的结果表明，高纬度太阳风很可能是由波浪和湍流驱动的，基于物理的预测太阳风的速度是非常可行的改进的磁场外推。
2022-02-22 astro-ph.SR physics.space-ph
Classifying different types of solar wind plasma with uncertainty estimations using machine learning
提出基于神经网络与概率不确定性估计的太阳风等离子体分类方法，识别冕洞、冕流带、扇区反转及日冕物质抛射等类型，准确率约96%。
2024-09-13 astro-ph.SR physics.space-ph
Bimodal distribution of the solar wind at 1 AU
在这里，我们的目标是分离两个主要的贡献，缓慢和快速的太阳风出现在1 AU。提出双高斯函数作为太阳风两个主要分量的概率分布函数。每一条简单高斯曲线的峰值位置与每一种贡献对太阳风的典型值有关。我们使用了来自高级成分探测器（ACE）任务的整个数据集，对数据集进行了整体分析和年度系列分析。太阳周期的依赖性被认为是提供更准确的结果，为不同的参数的典型值。在1天文单位处的太阳风的分布是明显的双峰，不仅是速度，而且质子密度，温度和磁场。提出了1天文单位处太阳风慢分量和快分量主要参数的新的典型值。
2021-12-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Mass Loss via Solar Wind and Coronal Mass Ejections During Solar Cycle 23 and 24
与太阳类似，其他恒星通过无处不在的准定常风和偶发的恒星日冕物质抛射（CME）来释放质量和磁通量。我们调查的质量损失率通过太阳风和日冕物质抛射的太阳磁变率的函数表示的太阳黑子数和太阳X射线背景光度。我们估计了日冕物质抛射对黄道及以外地区总太阳风质量通量的贡献，以及它在太阳活动周期不同阶段的变化。这项研究利用了观测到的太阳黑子数量、SOHO/LASCO对太阳附近日冕物质抛射的日冕观测、WIND对1 AU处太阳风的现场观测以及太阳活动周期23和24期间GOES X射线通量。我们注意到，X射线背景亮度，发生率的CME和ICME，太阳风的质量流量，以及相关的质量损失率从太阳黑子数从太阳活动周23的最大值到下一个最大值并没有强烈的减少。我们的研究证实了CME活动相对于第24周太阳黑子数量的真实物理增加。我们发现，CME的发生率和相关的质量损失率可以更好地预测由X射线背景光度比太阳黑子数。太阳风的质量损失率比CME的质量损失率高一个数量级，但对太阳黑子数和太阳X射线背景光度的周期变化没有明显的依赖性。这些结果对太阳型恒星的研究具有重要意义。
2019-04-22 astro-ph.SR physics.space-ph
Testing the flux tube expansion factor -- solar wind speed relation with Solar Orbiter data
本研究利用太阳轨道器数据结合PFSS模型检验通量管膨胀因子与太阳风速度的关系，发现反相关仅适用于高纬度冕洞源区，低纬度源区不成立，仅靠膨胀因子无法预测太阳风速度。
2024-08-12 astro-ph.SR physics.space-ph
Using gradient boosting regression to improve ambient solar wind model predictions
环境太阳风是一种由压力驱动的持续的太阳等离子体流，对它的研究是空间天气研究的一个重要组成部分。行星际空间中的太阳风流动决定了太阳风暴在到达地球之前如何通过日光层演变，特别是在太阳活动极小期，太阳风本身就是地球磁场活动的驱动力。因此，准确地预测环境太阳风流对空间天气意识至关重要。在这里，我们提出了一个机器学习的方法，其中解决方案从磁模型的日华被用来输出地球附近的太阳风的条件。在全面的验证分析中，将结果与观测结果和现有模型进行比较，新模型在几乎所有指标上都优于现有模型。此外，这种方法提供了一个新的视角来讨论不同的输入数据的环境太阳风建模的作用，这告诉我们什么样的基本物理过程。这里讨论的最后一个模型代表了一个非常快速，经过充分验证和开源的方法来预测地球上的环境太阳风。
2021-03-23 astro-ph.SR physics.space-ph
Scope and limitations of ad hoc neural network reconstructions of solar wind parameters
本研究利用ACE卫星太阳风数据，通过神经网络检验太阳风参数间的隐变量冗余假设，发现质子密度和温度可较好重构，流界面附近、扇区反转等离子体重构难度高，且测量不确定性和源区信息恢复存在挑战。
2023-08-29 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar wind magnetic turbulence: Inferences from spectral shape
从理论上解释了太阳风湍流谱斜率的理论、数值和观测测定之间的某些差异。在太阳风磁湍流和磁流体动力学模拟中湍流Kolmogorov斜率的计算显示出微小的差异。这些被用来推断熵产生的湍流级联和推断的异常湍流碰撞频率的耗散范围内，以及平均能量输入太阳风湍流。获得了v < 200 Hz量级的异常湍流碰撞频率。相应的固定太阳风磁能输入到磁湍流中的Kolmogorov惯性范围内得到的数量级为50 eV/s。讨论了它的热命运。
2016-02-27 astro-ph.SR physics.space-ph
Fluctuations in the interplanetary electric potential and energy coupling between the solar-wind and the magnetosphere
我们利用太阳自转平均地磁指数ap和各种太阳风等离子体和场参数的四个太阳活动周20-23。我们进行分析，以寻找一个最好的耦合功能，在27天的时间分辨率。利用这些数据在不同阶段的太阳活动（增加包括最大/减少包括最小）的回归分析，我们建议行星际电势的时间变化是一个更好的耦合函数的太阳风-磁层耦合。我们推测，磁层顶行星际电势的快速变化可能会增强重联率和从太阳风到磁层的能量转移。目前正在研究行星际势涨落影响太阳风-磁层耦合的可能机制。
2013-12-06 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar-wind predictions for the Parker Solar Probe orbit
这项研究的范围是为帕克太阳探测器在2018-2025年任务阶段前所未有的距离降至9.86 Rs的太阳风环境建模。这项研究是在CGAUSS项目中进行的，该项目是德国对PSP任务的贡献，是PSP上WISPR成像仪的一部分。我们提出了一个经验的太阳风模型的内日球层，这是来自OMNI和Helios的数据。太阳黑子数（SSN）和它的预测被用来推导出太阳风参数对太阳活动的依赖关系，并预测PSP任务。太阳风的关键参数磁场强度，质子速度，密度和温度的频率分布，表示为对数正态函数，考虑速度分布的双分量形状。使用OMNI数据和来自两个Helios探测器的数据编译SSN的函数关系，参数的频率分布相对于太阳距离进行拟合。因此，一个经验的太阳风模型的内日光层，占太阳活动和太阳距离。包括SSN的预测和外推到PSP的近日点区域，使我们能够估计的太阳风环境PSP的计划轨迹在其任务期间。该经验模型给出了2018年PSP第一近日点在0.16 au：87 nT，340 km s-1，214 cm-3和503000 K时的估计太阳风值。PSP的第一个最近近日点，发生在2024年的0.046 au，估计为943 nT，290 km s-1，2951 cm-3和1930000 K。由于与现有观测相比，低于约20 Rs的模拟速度和温度值似乎过高估计，这表明PSP将按计划直接测量低于20 Rs的太阳风加速和加热过程。
2017-11-20 astro-ph.SR physics.space-ph
Symbolic analysis of slow solar wind data using rank order statistics
我们用秩序统计量分析了慢太阳风速度波动的时间序列数据。我们总共选择了18个数据集，这些数据集是由太阳神飞船在距离太阳0.32天文单位的内日光层测量的。这些数据集对应于1975-1982年，涵盖了太阳活动周期20的结束到活动周期21的中期。我们首先将秩序统计量应用于已知非线性系统的时间序列，然后将分析扩展到太阳风数据。我们发现，在一个活动周期中，控制太阳风速度的基本动力学几乎保持不变。然而，在一个太阳活动周期中，慢太阳风时间序列中的波动在活动周期的最大值之前增加
2011-12-22 astro-ph.SR physics.space-ph
Challenges in identifying the coronal hole wind
本文对比电荷态成分、质子等离子体及k-means方法识别冕洞风的差异，发现极小期电荷态方案可能误判慢速太阳风，并建议纳入太阳活动周阶段改进分类。
2025-01-06 astro-ph.SR physics.space-ph
On the estimation of solar wind velocity under varying solar activity conditions using Akatsuki measurements
本文利用拂晓号X波段信号多普勒谱宽测量，分析了2016和2022年两次掩星实验数据，验证了该方法在不同太阳活动阶段估计慢速和快速太阳风速度的有效性，并强调改进电子密度建模对提高测量精度的重要性。
2025-08-08 astro-ph.SR physics.space-ph
Observations of high and low Fe charge states in individual solar wind streams with coronal-hole origin
起源于冕洞的太阳风比较容易理解，其特点是与所谓的慢速太阳风相比，密度和平均电荷状态较低。除波扰动外，冕洞太阳风的平均性质是大致恒定的。在这个案例研究中，我们专注于观测的太阳风离子成分谱仪（SWICS）的高级成分探测器（ACE）的单个流的冕洞太阳风，说明虽然O和C的电荷状态是低的冕洞风，铁电荷分布是更多变的。特别是，\markmeold{we illustrate that the Fe charge states in coronal-hole solar wind are frequently as high as in slow solar wind. We selected individual coronal-hole solar wind}流基于它们的碰撞年龄以及它们各自的O和C电荷态，并分析了它们的Fe电荷态分布。此外，结合简单的弹道反映射和势场源表面模型，高和低Fe电荷状态的流之间的转换被映射回光球。2004年和2006年的相对频率高，低铁电荷态流进行了比较。我们发现了几个其他典型的冕洞流，包括铁的电荷状态或高或低，在缓慢的太阳风。在2006年的八个这样的过渡被映射回赤道冕洞，要么是孤立的或连接到北冕洞。到目前为止，识别与过渡相关的冠状结构的尝试还没有定论。
2018-09-11 astro-ph.SR physics.space-ph
Peculiarities of the Solar-Wind/Magnetosphere Coupling in the Era of Solar Grand Minimum
本研究利用1976-2019年OMNI数据库数据，分析第21-24太阳活动周太阳风及相关参数变化，发现太阳活动极小期时代CIR引发磁暴占比上升，且太阳风参数降低可能改变太阳风与磁层的相互作用性质。
2022-05-15 astro-ph.SR physics.space-ph
Observation of flux tube crossings in the solar wind
电流片在太阳风中普遍存在，是太阳风MHD湍流不稳定性的主要来源。它们可能是由太阳风MHD湍流的非线性相互作用引起的，或者是源自太阳表面的通量管的边界。一些电流片成对出现，是磁洞和重联排气等瞬态结构的边界，或者是脉冲阿尔文波的边缘。对于单个电流片，辨别它是通量管边界还是由于非线性相互作用，或者瞬态结构的边界是困难的。在这项工作中，使用数据从{ \sl风}航天器，我们确定了两个三电流片事件。这两个事件的详细检查表明，它们是最好的解释通量管交叉的情况。我们的研究提供了一个令人信服的证据，支持的情况下，太阳风由不同的等离子体居住的通量管。
2013-04-06 astro-ph.SR physics.space-ph
Hysteresis in a Solar Activity Cycle
我们分析了在太阳活动周期23的高级成分探测器（ACE）航天器获得的太阳风速度的现场测量。我们计算了一个稳健的复杂性度量，在太阳活动周期的不同阶段的太阳风时间序列的排列熵（S）。在将其应用于太阳风时间序列之前，首先在已知的动力学数据上对置换熵测度进行了检验。结果表明，在1天文单位处，太阳风速度波动的复杂性表现为滞后现象，并遵循活动周期的上升和下降阶段。这表明在一个太阳活动周期内，太阳风速度的动力学存在多稳定性。
2011-12-22 astro-ph.SR physics.space-ph
Diagnosing solar wind origins using in-situ measurements in the inner heliosphere
在行星际空间测量的单个太阳风包的太阳源的可靠识别仍然是一个悬而未决的问题。我们着手研究这个问题是否更容易解决，使用比1 AU更接近太阳的太阳风测量，其中不同太阳风流的混合和动力学相互作用减少。利用太阳神任务的测量结果，我们研究了质子核心温度各向异性和交叉螺旋度如何随距离而变化。在0.3天文单位处，有两个明显分离的各向异性和各向同性的太阳风种群，在1天文单位处无法区分。各向异性总体总是Alfvénic的，并且跨越很宽的速度范围。相比之下，各向同性的人口有缓慢的速度，并包含一个混合的Alfvénic风与恒定的质量通量，和非Alfvénic风与大和高度变化的质量通量。根据这些观测结果，我们将现场测量分为三类，并建议这些类别对应于起源于冕洞核心，活动区域或附近或冕洞边缘的风，以及小瞬变形成流光或伪流光。虽然我们的方法本身是简单的，它提供了一个新的工具，可以与其他方法相结合，用于确定帕克太阳探测器和太阳轨道器测量的太阳风的来源。
2018-11-20 astro-ph.SR physics.space-ph
Alfvénic solar wind intervals observed by Solar Orbiter: Exploiting the capability of the SWA plasma suite and source region investigation
Institute for National Astrophysics (INAF), Institute for Space Astrophysics and Planetology (IAPS)（意大利国家天体物理研究所，空间天体物理学与行星学研究所）；University of Michigan（密歇根大学）；University of California Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Advanced Heliophysics（高级日球物理学）；University College London, Mullard Space Science Laboratory（伦敦大学学院，穆拉德空间科学实验室）；Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, CNRS, Université de Toulouse, CNES（天体物理学与行星学研究所在，法国国家科学研究中心，图卢兹大学，法国国家空间研究中心）；Heliophysics Science Division, NASA Goddard Space Flight Center（日球物理学部，NASA戈达德太空飞行中心）；ASI - Italian Space Agency（意大利航天局）
太阳轨道器通过SWA等离子体套件和源区调查，研究阿尔芬太阳风流的起源与特性，揭示其与太阳源条件的关系。
2025-12-23 astro-ph.SR physics.space-ph
The Temperature Anisotropy and Helium Abundance Features of Alfvénic Slow Solar Wind Observed by Parker Solar Probe, Helios, and Wind Missions
本文利用PSP、Helios和Wind数据统计分析高度阿尔芬尼化慢速太阳风的温度各向异性与氦丰度，发现其近太阳普遍存在、呈U形速度分布并含低速群体，且与快速太阳风源区不完全相同。
2025-06-05 astro-ph.SR physics.space-ph
Comparison of Helium Abundance between ICMEs and Solar Wind near 1 AU
氦的丰度定义为$A_{He}=n_{He}/n_{H}\times 100$，在光球层中为$\sim$ 8.5，在快速太阳风中很少超过5。先前的统计数据表明，缓慢太阳风中的$A_{He}$与太阳黑子数量密切相关。然而，很少有人关注行星际日冕物质抛射（ICME）中$A_{He}$的太阳周期依赖性，以及比较ICME和太阳风的$A_{He}$特征。本文利用1998 - 2019年的\textit{Advanced Composition Explorer}观测资料，对1 AU附近ICME和太阳风的氦丰度进行了统计比较，发现ICME $A_{He}$也表现出明显的太阳周期依赖性。同时，我们发现ICME中的$A_{He}$明显高于太阳风，分别有37%和12%的ICME的平均值超过5和8.5。这是有趣的回答在哪里和如何高氦丰度起源。结果表明，在太阳活动极大期前后，有21%（3%）的ICME（慢风）$A_{He}$数据点的$A_{He}$值超过8.5，在太阳活动极小期附近，$A_{He}$值急剧下降，而在整个太阳活动周的快风中没有出现如此高的$A_{He}$值。这表明高$A_{He}$（例如，$>$ 8.5）认为，当ICME和慢风都来自活动区时，慢风的来源主要来自活动区，并支持活动区和太阳平静区都是慢风的来源。我们认为，高$A_{He}$从有源区可以解释的磁环约束模型和/或光电离效应。
2021-11-20 astro-ph.SR physics.space-ph
The Formation of Heliospheric Arcs of Slow Solar Wind
太阳和日光层物理学的一个主要挑战是了解太阳上远小于1度的高度局部化区域如何成为地球附近跨越20度以上的太阳风结构的来源。太阳的大气层分为磁开放区域，日冕洞，太阳风等离子体自由流出并充满太阳系，以及封闭区域，等离子体被限制在日冕环中。这些区域之间的边界向外延伸的日光层电流片（HCS）。等离子体成分的测量结果表明，HCS附近的太阳风，所谓的慢太阳风，起源于封闭的区域，可能是通过场线开放或交换重联的过程。然而，神秘的是，在远离HCS的地方也经常看到缓慢的风。我们使用高分辨率，三维磁流体动力学模拟计算的冕洞，其几何形状包括一个狭窄的走廊两侧封闭的领域，并在冕洞边界的超颗粒状流驱动的动态。我们发现，这些动力学导致形成巨大的封闭场等离子弧，这些弧从HCS延伸到遥远的地方，在地球上跨越数十度的纬度和经度，解释了缓慢的太阳风观测。
2017-04-26 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar wind parameters in rising phase of solar cycle 25
本研究分析第25太阳活动周上升期太阳风数据，结合1976-2022年OMNI数据库资料按活动周阶段和太阳风类型分类对比，推测第25太阳活动周强度将弱于第21、22周，与第24周相近。
2023-04-28 astro-ph.SR physics.space-ph
Multi-spacecraft Study of the Solar Wind at Solar Minimum: Dependence on Latitude and Transient Outflows
最近发射的帕克太阳探测器（PSP）、太阳轨道器（SO）和BepiColombo，以及几个较老的航天器，为同时研究多个纬度和离太阳较远的太阳风提供了机会。我们利用这个独特的航天器星座，以及2020年5月至7月期间两次太阳旋转的低太阳活动，研究太阳风结构，包括日光层电流片（HCS），如何随纬度变化。我们可视化部门的内部日光层的结构弹道映射的极性和太阳风速度从几个航天器到太阳的源表面。然后，我们评估的HCS形态和取向与原位数据和预测的HCS形状进行比较。我们解决涟漪在HCS的尺度上的几个度的经度和纬度，发现当地的方向的部门边界大致一致的形状的HCS，但陡峭的HCS在太阳。我们调查了几个CIR随纬度的变化，寻找证据的压缩区域影响缓慢的太阳风以外的纬度范围内的快速流。我们还确定了几个瞬态结构与HCS的过境点，并推测，一个这样的瞬态可能会扰乱当地HCS的方向长达五天后，其通道。我们已经表明，太阳风结构随纬度变化很大，这个星座提供了太阳风测量的背景，这是不可能用一个单一的航天器。这些测量提供了$\pm 10^{\circ}$纬度范围内太阳风的精确表示，可用作对太阳风模型和空间天气预测的更严格的约束。在未来，随着SO的轨道变得更加倾斜，这一纬度范围将增加。
2021-06-22 astro-ph.SR physics.space-ph
Dynamics of Large Scale Solar Wind Streams Obtained by the Double Superposed Epoch Analysis: 5. Influence of the Solar Activity Decrease
在第23-24太阳活动周，太阳活动明显减少，因此，太阳风参数减少。基于OMNI基地1976-2019年的测量数据，采用双叠加历元方法研究了磁层扰动主要行星际驱动因素（太阳风类型CIR、鞘、喷出物和MC）的主要太阳风参数和磁层指数的时间剖面。研究的主要任务是比较太阳活动高峰期（21-22个太阳活动周期）和低活动期（23-24个太阳活动周期）的时间剖面。获得了以下结果。(1)该分析没有显示在最小值时期驾驶员持续时间的统计学显著变化。(2)低活动期各类型SW各参数的时间剖面形状与高活动期相同，但参数值较低。(3)在CIR事件中，太阳风流的经度角具有特征性的S形，但在低活动时期，它的变化范围比前一时期更大。
2022-08-09 astro-ph.SR physics.space-ph
Reconstructing the Sun's Alfvén surface and wind braking torque with Parker Solar Probe
本研究利用帕克太阳探测器数据重构第25太阳活动周的太阳阿尔文表面，发现其随活动增强从11倍太阳半径增至16倍，角动量损失率同步上升，且实测尺寸比同参数模拟大30%。
2025-09-08 astro-ph.SR physics.space-ph
Signatures of coronal hole substructure in the solar wind: combined Solar Orbiter remote sensing and in situ measurements
上下文太阳复杂的日冕是太阳风和行星际磁场的来源。虽然大尺度的形态是很好的理解，日冕性质的变化对行星际介质性质的影响在几度的规模上是未知的。太阳轨道器携带遥感和现场仪器进入太阳系内部，旨在使这些连接比以往任何时候都更好。目的。我们结合遥感和现场测量从太阳轨道器的第一近日点在0.5 AU研究的精细尺度结构的太阳风从赤道边缘的极冕洞的目的是确定的日冕特征，可以解释在现场的变化。方法.我们使用现场测量的磁场，密度和太阳风速度，以确定在航天器上的小时尺度的结构。使用势场源表面映射，我们估计作为时间的函数的测量的太阳风的源位置，并使用EUI图像来隐藏这些太阳源。结果我们确定了小尺度流相互作用的太阳风压缩磁场和密度以及速度的变化，这是与皱纹在日冕洞的边缘尺度上的几度，表明精细尺度的日冕结构可以直接影响太阳风的属性和驱动器内的变化个别流。结论.这项早期分析已经证明了太阳轨道飞行器组合遥感和原位有效载荷的力量，并表明，随着未来近日点的临近，我们将有可能极大地提高我们对精细尺度太阳风结构的日冕来源的了解，这对于理解驱动太阳风的现象并预测其对地球和其他地方的影响都很重要。
2021-04-30 astro-ph.SR physics.space-ph
An Extended and Fragmented Alfvén Zone in the Young Solar Wind
受理论、数值和观测证据的启发，我们探讨了太阳大气中亚阿尔文流和超阿尔文流之间的临界转变发生在一般阿尔文临界区内的碎片化和不连通的子体积中的可能性。帕克太阳探测器在\(16~R_\odot\)附近对亚阿尔夫文周期的初步观测还没有提供足够的证据来区分这种可能性与分离简单连通区域的折叠表面。随后的轨道可能会使这样的区别，但在这里，我们使用一个全球性的磁流体动力学模型的太阳风，耦合到湍流传输模型，以产生可能的实现这样一个阿尔文临界区。了解这种转变将为日冕加热、太阳风起源、太阳角动量损失以及太阳以外恒星风的相关物理过程提供理论依据。
2022-01-20 astro-ph.SR physics.space-ph
On the Role of Chapman's Hydrostatic Solar Wind Mechanism in Parker's Hydrodynamic Solar Wind Model
University of Central Florida（中佛罗里达大学）
通过de Laval喷嘴类比，揭示Chapman静力学太阳风机制（基于静力平衡条件）在Parker流体动力学太阳风模型中几何等效于风道面积的归一化，且归一化因子为Chapman静力学径向密度分布，该结果对等温、多方气体及n维空间均成立。
2026-05-30 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Proton and electron temperatures in the solar wind and their correlations with the solar wind speed
太阳风的加热和加速是太阳物理学中尚未解决的基本问题之一。通常观察到质子温度$T_i$与太阳风速度$V_{SW}$高度相关，而电子温度$T_e$与太阳风速度显示出反相关或没有明显的相关性。在这里，我们检查帕克太阳探测器（PSP）和风的数据，并比较观测与模拟结果。在30个太阳半径以下的PSP观测清楚地表明，质子温度与风速之间存在正相关，而电子温度与风速之间存在负相关。一年（2019年）的WIND数据证实质子温度与太阳风速度呈正相关，但电子温度在慢风时随太阳风速度增加而增加，在快风时随太阳风速度减少。利用一维Alfvén波驱动的不同质子和电子温度的太阳风模型，我们首次发现，如果大部分耗散的Alfvén波能量加热的是离子而不是电子，那么自然会出现正的$T_i-V_{SW}$关联和负的$T_e-V_{SW}$关联.如果电子获得一小部分但有限的耗散波能量，则$T_e-V_{SW}$相关性随着到太阳的径向距离而演变，使得负相关性逐渐变为正。模式结果表明，阿尔文波是观测到的太阳风中质子和电子温度演化的可能解释之一。
2023-01-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Characteristics of solar wind rotation
利用1963年11月27日至2017年12月31日54年来的每小时太阳风速度平均值，通过自相关分析研究了太阳风自转周期的特征。结果表明，高速的太阳风比低速的太阳风自转快，且自转速率随速度的增大而增大，而低速的太阳风自转速率随速度的增大而减小。我们的分析表明，较高速度的太阳风在统计上具有更快的旋转速率的整个太阳风。太阳风速度的年旋转率不遵循Schwable循环，但在超前3年时与年太阳黑子数显著负相关。对这些发现提出了物理解释。
2019-08-29 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Characterization of compressible fluctuations in solar wind streams dominated by balanced and imbalanced turbulence: Parker Solar Probe, Solar Orbiter and Wind observations
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
研究通过分析Wind、Solar Orbiter和Parker Solar Probe的数据，探讨太阳风中压缩性波动的尺度依赖性和与等离子体β值及径向距离的关系，揭示压缩性波动在太阳风加速和加热中的作用。
2026-04-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Helical distributed chaos in magnetic field of solar wind
利用直接数值模拟（以磁螺旋度为主）、等离子体风洞实验和太阳风测量（以磁螺旋度和交叉螺旋度组合效应为主）的结果，研究了磁场中螺旋分布的混沌。用于光谱计算的太阳风测量值是由Helios-1号和Helios-2号飞行任务分别针对低日纬度和高日纬度以及针对$0.4 < R <4.5$ AU（其中$R$是距太阳的距离）的高太阳风速度产生的。
2019-07-04 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.space-ph
Acceleration of polytropic solar wind: Parker Solar Probe observation and one-dimensional model
太阳日冕等离子体加速到超音速是太阳物理学中最基本但尚未解决的问题之一。尽管帕克关于等温日冕的开创性理论取得了成功，但现实的太阳风被观察到是非等温的，其温度随径向距离的衰减通常可以拟合到多方模型。在这项工作中，我们使用帕克太阳探测器的数据，从前九次遭遇估计多变指数的太阳风质子。估计的多变指数大致在1.25和1.5之间变化，并且强烈地依赖于太阳风的速度，较快的太阳风平均显示较小的多变指数。本文对具有多变指数$γ\in [1,5/3]$的一维球对称太阳风模式进行了全面的分析。我们推导出一个封闭的代数方程组的跨音速恒星流，即流动，通过健全点顺利。我们证明了加速风解只存在于以$C_0/C_g < 1$和$(C_0/C_g)^2 > 2(γ-1)$为界的参数空间中，其中$C_0$和$C_g$分别为表面声速和恒星逃逸速度的一半，而对于$γ> 3/2$不存在恒星风.在真实的日冕温度下，用$γ\gtrsim 1.25$观测到的太阳风不能用简单的多方模型来解释。我们表明，在较低的日冕，导致太阳周围的厚等温层和大幅阿尔文波压力的强烈加热的机制是必要的，以消除$γ$的约束和加速的太阳风到高速。
2022-12-05 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Modeling the formation and evolution of solar wind microstreams: from coronal plumes to propagating Alfvénic velocity spikes
本研究利用高分辨率2.5维MHD模型模拟磁双极结构与日冕相互作用产生喷流并演化为太阳风微流的过程，揭示了撕裂模不稳定性产生的等离子团演化为Alfvén速度尖峰的机制，并成功重现了Parker Solar Probe观测到的微流特性。
2023-10-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Potential Flow Theory Formulation of Parker's Unsteady Solar Wind Model and Nonlinear Stability of Parker's Steady Solar Wind Solution
本文提出基于势流理论的新型理论框架，将Parker定常太阳风模型推广至非定常情况，并通过引入非线性项成功解决了Parker声速临界点奇点的正则化问题，证明了该定常解的非线性稳定性。
2024-12-19 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Constraining Low-Frequency Alfvenic Turbulence in the Solar Wind Using Density Fluctuation Measurements
一个被提出的加热太阳风的机制，从接近太阳到超过10天文单位，调用低频，倾斜，阿尔芬波湍流。由于小尺度斜阿尔芬波（动力阿尔芬波）是压缩的，在太阳风中测量到的密度波动对动力阿尔芬波的振幅设置了上限，因此对太阳风可以被低频阿尔芬湍流加热的速率设置了上限。我们评估这两个冕洞在5太阳半径和在近地太阳风的上限。在这两个半径，上限，我们发现是一致的模型中，太阳风加热低频阿尔文湍流。在1天文单位，从测量的密度波动的湍流加热率的上限是在测量的太阳风加热率的2倍。因此，如果低频阿尔文湍流有助于加热近地太阳风，动力阿尔文波必须是一个主要来源的太阳风密度波动的频率为1赫兹。我们还提出了一个简单的论点，为什么密度波动测量似乎排除模型中，太阳风加热的非湍流高频波"扫“通过离子回旋共振，但与加热的低频阿尔芬湍流兼容。
2009-08-05 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
The evolution of the solar wind
太阳风是如何进化到今天的样子的？在这篇综述中，我将讨论太阳风的长期演化，包括观测到的与太阳风密切相关的性质的演化：旋转、磁性和活动。鉴于我们无法获得40亿年前太阳风的数据，这篇综述依赖于恒星数据，试图更好地将太阳和太阳风置于恒星背景下。我概述了一些聪明的检测方法的风的类太阳恒星，并从这些观测到的太阳风质量损失率的演变序列。然后，我将这些观测性质（包括旋转，磁性和活动）与恒星风模型联系起来。最后，我通过讨论太阳风的演化对地球和太阳系其他行星的影响来结束这篇评论。我认为，研究系外行星系统可以为我们理解太阳风的演变开辟新的途径。
2021-03-29 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
How has the solar wind evolved to become what it is today?
在这篇文章中，我简要回顾了太阳风的长期演变（其质量损失率），包括观测到的与太阳风密切相关的性质（旋转，磁性和活动）的演变。我还简要地讨论了太阳风的演变对地球演变的影响。我认为，研究系外行星系统可以为我们理解太阳风的演变开辟新的途径。
2022-11-28 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Verification of high-speed solar wind stream forecasts using operational solar wind models
从冕洞发出的高速太阳风流经常撞击地球的磁层，造成经常性的中等水平的地磁暴活动。因此，模拟高速太阳风流是成功预报空间天气的一个基本要素。在这里，我们评估高速流预测经验太阳风预测（ESWF）和半经验Wang-Sheeley-Arge（WSA）模型的基础上，从ACE航天器的原位等离子体测量2011年至2014年。虽然ESWF利用太阳动力学观测站/大气成像组件图像中观测到的冕洞面积与近地环境下太阳风特性之间的经验关系，但WSA模型建立了从光球层延伸到日冕的开放磁场线的特性与背景太阳风条件之间的联系。我们发现，这两个太阳风模型都能够预测观测到的太阳风速度的大尺度特征（均方根误差，RMSE $\approx$ 100 km/s），但往往高估（ESWF）或低估（WSA）高速太阳风流的数量（威胁评分，TS $\approx$ 0.37）。预测的高速流显示出典型的不确定性，在约1天的到达时间和不确定性，在约100公里/秒的速度。一般的优点和缺点的调查太阳风模型进行诊断和概述。
2016-07-24 physics.space-ph
Solar-cycle Variability of Composite Geometry in the Solar Wind Turbulence
本研究利用Wind航天器跨越两个多太阳周的观测数据，通过两种检验方法发现太阳风湍流以二维成分为主，且平板湍流占比随太阳活动增强而升高，为理解太阳风湍流的太阳周变化提供了新依据。
2025-05-19 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Interpreting Magnetic Variance Anisotropy Measurements in the Solar Wind
太阳风的磁方差各向异性（$\mathcal{A}_m$）已被广泛用作识别太阳风湍流波动性质的方法，然而，文献中尚未出现对$\mathcal{A}_m$的含义和解释的深入讨论。本文探讨了使用$\mathcal{A}_m$作为约束太阳风波动模式组成的方法的影响和局限性，并提出了一个更翔实的方法来解释航天器数据。本文还比较了$\mathcal{A}_m$从线性理论到非线性湍流模拟和太阳风测量的预测。在这两种情况下，线性理论比较好，并建议太阳风的间隔研究是占主导地位的Alfvénic在惯性和耗散范围尺度$k ρ_i \simeq 5$。
2012-05-03 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Parker Solar Probe Observations of High Plasma Beta Solar Wind from Streamer Belt
一般来说，来自流注带的慢速太阳风在穿越日球电流片（HCS）的周围形成高等离子体β赤道等离子体片，即日球等离子体片（HPS）。目前帕克太阳探测器（PSP）的观测表明，太阳附近的HCS交叉可能是完全或部分电流片交叉（PCS），它们有一些共同的特征，但也有不同的性质。在这项工作中，使用的PSP观测从遇到4到10，我们确定流光带太阳风的增强等离子体β，我们进一步使用电子俯仰角分布，以分离它到HPS太阳风，周围的整个HCS交叉和PCS太阳风，在PCS交叉附近。通过分析发现，PCS太阳风与HPS太阳风相比具有不同的特征：（1）PCS太阳风可能是非压力平衡结构，而不是磁洞结构，总压的增强主要是由于磁压降低较少; c）PCS太阳风主要由非常低的氦丰度和变化的α-质子速度差所控制。我们认为PCS太阳风可能起源于流光带深处的日冕环，并且是原始的太阳风仍然与环境太阳风积极地相互作用，因此对进一步研究慢速太阳风的加热和加速是有价值的。
2023-02-14 physics.space-ph
