日地共转扰动似稳结构及其反相和漂移规律的最新证据

日地共转扰动似稳结构及其反相现象在第２１及２２周再次显现，从而证实了上述发现是一种在长达世记的时间尺度内存在的普遍规律。包括１９９１－１９９２年内的百年地磁扰动资料还说明偶数太阳周的共转似稳结构扰动峰有逆太阳自转而线性性漂移的趋向。对即将来临的极小年前可能出现的共转扰动作了试验性的预测。     

第23太阳活动周中等地磁暴行星际源的统计分析

统计了第23太阳活动周(1996--2006年)发生的183次中等强度地磁暴(-100 nT < Dst ≤ -50 nT)的行星际源,分析了中等磁暴的年分布状况以及引起中等磁暴的不同行星际结构在太阳活动周中的分布特征,同时,与强磁暴行星际源的分布状况做了对比分析,主要的统计分析结果如下. (1)共转相互作用区CIR与行星际日冕物质抛射ICME在中等磁暴中具有同等重要的作用,且在ICME中,具有磁云结构和非磁云结构的ICME在引起中等磁暴的能力方面也基本相同,但带有鞘层结构的ICME在引起中等磁暴中具有更重要的作用. (2)中等磁暴在极大年(2001年)和下降年(2003年)发生次数最多,与地磁活动的双峰年对应,在极小年(1996和2006年)发生次数最少,与地磁活动低年对应,在其他年份分布较平均. (3)中等磁暴在太阳活动极大年主要由ICME引起,在上升年和下降年CIR在其中起主要作用,且下降年基本是上升年的两倍,而对于强磁暴而言,ICME始终是最重要的行星际源.     

基于ACE飞船观测的银河宇宙线与太阳风变化的统计研究

基于ACE飞船的资料,通过时序迭加方法统计分析了最近两个太阳活动极小年时期（2007.0-2009.0和2016.5-2019.0年）的宇宙线计数与太阳风参数的关系.结果表明,宇宙线的计数受太阳风共转流相互作用区的强烈影响,宇宙线计数变化与快慢太阳风流界面的位置密切相关,例如流界面的穿越通常伴随着宇宙线计数的下降.分析表明,第一时段的具有“雪犁”效应的宇宙线计数下降对应于流界面附近的扩散系数急剧下降,而第二时段的非“雪犁”效应的计数下降可能是由穿越流界面后的扩散系数增大引起的.日球层电流片也与宇宙线计数变化存在一定的相关性,宇宙线粒子在日球层电流片附近存在一定程度的堆积.太阳风对宇宙线的作用机制表明,宇宙线的漂移和扩散效应决定了其在1AU附近的分布变化.     

1996-2003年大耀斑事件引起的TEC突然增强的统计分析

利用1996—2003年期间GOES卫星耀斑观测资料和国际GPS观测网的GPS—TEC资料分析X级大耀斑事件引起的电离层电子浓度总含量(TEC)的突然增强(SITEC)现象．对X射线耀斑等级、耀斑日面位置与SITEC的关系进行了分析．结果表明,两者都与SITEC现象的强弱有着一定的正相关性．在消除X射线耀斑等级、耀斑日面位置对电离层SITEC现象的影响后,进而分析了日地距离以及耀斑持续时间对电离层SITEC现象的影响．结果表明,日地距离和耀斑持续时间都是影响SITEC现象的重要参数,日地距离较近时发生的耀斑事件引起的SITEC现象较为强烈．另外,耀斑持续时间越长,SITEC现象越微弱,但是当耀斑持续时间继续延长时,SITEC现象的强弱逐渐趋于不再改变,最后在某值附近达到平衡．还对某些没有在电离层中引起明显SITEC现象的耀斑事件进行了讨论,发现了这类耀斑的一些特征．     

基于压敏漆的多羽流气动力效应试验研究

多股羽流相互作用会形成复杂流场形态的干扰羽流,为了对干扰羽流开展气动力效应试验研究,采用压敏漆（PSP）表面压力光学测量技术,对以常温空气为工质的单喷嘴羽流和双喷嘴干扰羽流撞击平板模型的气动力进行了高分辨率的全场测量,分析了喷嘴和平板间不同入射距离和入射角对羽流气动力作用强度和范围的影响。试验结果表明,以高透氧聚合物为基层的压敏漆在羽流气动力测量中具有快速响应的特性,能分辨Pa级的微小压力变化。相对传统离散测压孔方法,压敏漆温度敏感度低,能捕捉大梯度的压力变化,准确描述羽流气动力效应。通过对比,发现干扰羽流对气动力具有明显增强作用,且增强作用随着入射距离的降低而减弱,干扰羽流的气动力不能直接用单股羽流的气动力进行线性叠加;羽流相互作用增强羽流返流,在航天器设计中需要考虑多股羽流相互作用后的羽流防护问题。      

基于动力学递推算法的绳系卫星系统刚柔耦合多体模型

利用动力学递推算法建立了空间绳系卫星系统(TSS)的铰接柔性杆动力学模型.所研究的绳系系统包含两颗刚体绳端卫星和一段连接两颗卫星的柔绳,柔绳离散为一系列球铰连接的弹性杆,考虑杆不均匀的纵向一维形变,并利用球铰的运动模拟柔绳的弯曲和扭转;然后基于递推算法推导得出了该刚柔混合离散模型的动力学方程.数值仿真结果表明:所建立的绳系卫星系统模型能够很好地模拟空间系绳的各向摆振和扭转,此外,递推算法的引入能够有效地减少离散模型动力学方程的维数,从而大幅减少计算量.      

冕洞发展及其相关地球空间效应的个例分析

利用出现在2003-2004年的一个大冕洞及其相关太阳风、行星际磁场和地磁资料,分析了冕洞自身演化规律以及对太阳风和重现性地磁暴的影响.研究发现,冕洞发展经历了生长期、成熟期和衰减期三个阶段;成熟期,冕洞高速流中的最大太阳风速度和地磁暴平均强度基本维持在同一个水平上;但地磁暴的持续时间和冕洞高速流的持续时间仍有较大变化,该时间长短主要与冕洞穿越太阳赤道部分所横跨的经度相关.     

日冕边界条件与太阳风共转相互作用

本文根据第二十太阳周太阳风数据的统计分析结果,用太阳风二维理想流体模型探讨近太阳区的不同边界条件太阳风与共转相互作用对1AU处太阳风各参数影响,得到共转相互作用不能引起太阳风速度和马赫数的反相扰动,推断在太阳风加速区温度扰动对太阳风的影响最大,而在太阳风传播区速度扰动对太阳风的影响最大.     

太阳风对流效应对CME渡越时间的影响

基于Gopalswamy预报日冕物质抛射（CME）渡越时间的经验模型,选取1996-2007年间52个与地磁效应Dst<-50nT相关的CME事件以及10个引起特大磁暴（Dst<-200nT）的CME事件,结合ACE卫星在1AU处的太阳风观测资料,分析背景太阳风对流效应对CME到达1AU处渡越时间预报的影响.对于52个CME事件,考虑太阳风对流效应的影响后,预报的标准偏差由16.5h降为11.4h,修正后的误差分布趋向于高斯分布,并且68%事件的预报误差小于15h.对于10个引起特大磁暴的CME事件,考虑太阳风对流效应的影响后,预报的标准偏差由10.6h降低到6.5h,其中6个事件的预报误差小于5h.研究结果表明,对于CME事件,考虑背景太阳风对流效应的影响可以降低预报CME渡越时间的标准偏差,说明太阳风对流效应对预报CME事件渡越时间具有重要作用.     

Forward and reverse CIR shocks at 4–5 AU: Ulysses

In this article, we study fast shocks at CIR boundaries during an extended interval of 15 consecutive major high speed solar wind streams in 1992–1993. Ulysses was 4–5 AU from the sun. The Abraham-Schrauner shock normal method and the Rankine-Hugoniot relations were used to determine fast shock directions and speeds. Out of 33 potential CIR shocks, 14 were determined to be fast forward shocks (FSs) and 14 were fast reverse shocks (RSs). Of the remaining 5 events, 2 were forward waves and 3 were reverse waves. CIR edges at latitudes below ∼30^o were, for the most part, bounded by fast magnetosonic shocks. The forward shocks were generally quasi-perpendicular (average θ_nBo = 67^o). The reverse shocks were more oblique (average θ_nBo = 52^o), but they extended to all angles. Both FSs and RSs had magnetosonic Mach numbers ranging from 1 to 5 or 6. The average Mach numbers were 2.4 and 2.6 for FSs and RSs, respectively. The shock Mach numbers were noted to generally decrease with increasing latitude. The non-shock events or waves were noted to occur preferentially at high (∼−30° to −35°) heliolatitudes where stream-stream interactions were presumably weaker. These results are consistent with expectations, indicating the general accuracy of the Abraham-Schrauner technique.     

冕洞区SiⅡ辐射线源区的相关高度

SiⅡ辐射线源区的高度表征了太阳大气过渡区的底层高度．通过对超紫外线的辐射强度结构和无力场外推所得的三维磁场结构作相关分析来求相关高度是一种研究超紫外辐射线源区高度的新方法．有研究发现,该方法得到的冕洞区SiⅡ辐射线源区的高度比传统观点所认为的高．由于目前运用该方法的数据分析有限,需要用更多的数据进一步验证这一结果．运用该方法分析了SOHO/SUMER观测到的位于太阳南极冕洞之下的日面区域SiⅡ辐射线数据和美国National Solar Observatory/Kitt Peak(NSO/KP)测量的磁场数据,得到冕洞区SiⅡ辐射线源区的相关高度约为5．0Mm．该结果支持了冕洞区的过渡区底层高度比宁静区的要高的结论．同时发现了新的现象,并对其原因进行推测．     

Solar wind origins in coronal holes and in the quiet Sun

Coronal hole (CH) and the quiet Sun (QS) are considered to account for sources of fast and slow solar wind streams, respectively. The differences between the solar wind streams flowing out from the CH and the QS are thought to be related with different plasma generation and acceleration mechanisms in the respective source regions. Here we review recent studies on the solar wind origin in the CH and the QS, compare the possible flow geometries and magnetic structures in these two kinds of solar regions, and summarize the physics associated with two different origin scenarios.     

宁静和重现太阳风中的亚阿尔文波速流

本文例举观测实例说明,在宁静太阳风中或重现太阳风的低速流区,有可能形成行星际亚阿尔文波速流。这种流出现在阿尔文波速异常增强区,并与特定的磁场位形相联系。     

高速太阳风条件下日侧磁层顶磁通量传输事件的全球磁流体力学模拟结果

利用全球磁流体力学模拟,研究了高速太阳风条件下日侧磁层顶的磁通量传输事件（FTE）发生率的空间分布.从模拟结果中得到了FTE信号,并且这些FTE信号的特征与观测结果基本一致.磁层顶上的10个取样点共观测到39个FTE信号.统计分析表明,越靠近翼侧则观测到的FTE信号越少.这一现象可能是磁鞘中太阳风速度分布差异导致的.