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相似文献
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1.
嵌套闭磁场日冕背景结构对触发CME特征的影响   总被引:2,自引:2,他引:0  
在子午面内,研究具有嵌套闭磁场结构冕流背景对触发日冕物质抛射(CME)特征的影响.在冕流背景磁场结构内有三个小尺度的闭磁场结构,其中中间小尺度闭磁场结构的磁场方向和冕流整体偶极磁场方向相反.CME触发模型在这个小尺度闭磁场结构下方浮出,它具有同心圆形磁场结构,半径为a=0.1Rs(Rs为太阳半径);CME触发模型前半部分磁场方向和触发位置处小尺度闭磁场结构的磁场方向相反,与冕流整体偶极磁场方向相同.数值模拟结果表明,当CME触发模型中心等离子压力与边界压力之比m≥2时,上浮CME触发模型可以触发CME;当m<2时,上浮CME触发模型不能触发CME,计算结论的误差小于1%.   相似文献   

2.
通过偶极子场和六极子场适当叠加,改进猜解磁场,使猜解磁场在太阳南北极符号相反,然后采用理想磁流体力学方程组(MHD),由猜解磁场与太阳风流动相互作用计算出稳态自洽解,得到定性上与观测比较接近的具有两个冕流的背景结构.在两个冕流间采用具有同心圆磁场位形的触发模型触发CME事件,研究CME的日冕传播特征.模拟结果表明,CME被约束在两冕流间传播,CME闭磁场位形和磁云横截面磁场位形相似,可以解释1AU处观测磁云的部分特征;在CME附近,存在压力和Lorentz力起主要作用的区域,这可以为分析1AU处CME事件的观测数据提供帮助.  相似文献   

3.
在子午面内,偶极子场和六极子场适当叠加得到势磁场,势磁场与太阳风长时间相瓦作用得到特殊的冕流背景结构.在这种背景结构下,两个较小尺度的磁螺旋线管模型能够连续浮入到计算域,在计算域内相互作用,触发了日冕物质抛射(CME).在数值模拟这一过程时,较小尺度的磁螺旋线管模型具有同心圆形磁场结构,模型中心等离子压强与边界压强之比m=2,模型的半径分别取为a=0.07 R.和a=0.1 Rs(Rs为太阳半径).在这两种情况下,得到了两种典型的计算结果.当a=0.07 Rs时,两个磁螺旋线管模型相瓦作用,在7 Rs内融合成一个磁螺旋线管模型,向外传播;当a=0.1 Rs时,两个磁螺旋线管模型相互作用,作为一个整体向外传播,在计算域内没有融合到一起,基本上保持各自的磁场结构.   相似文献   

4.
通过对观测的光球纵向磁场进行势场外推, 重构了一个太阳宁静区光球以上的磁场结构. 结果显示, 在20 Mm 以下, 开放磁力线呈现多个明显的小磁漏斗结构, 这些小磁漏斗结构随高度扩展, 并且在20 Mm 左右融合成大的漏斗结构. 通过系统地研究磁漏斗结构横截面积随高度的变化趋势, 发现太阳宁静区磁漏斗结构的截面积随高度近似线性扩展, 磁漏斗结构在较低高度上(<20Mm) 扩展的速度比在较高高度上 (>20Mm) 扩展的速度要快. 这一结果对太阳风起源和磁环中物质流动的二维数值模拟具有重要的意义. 同时还发现, 闭合磁力线的数目随高度以指数函数的形式减少.   相似文献   

5.
来自电离层的尾向流对近地磁场位形的影响   总被引:3,自引:2,他引:1  
探测一号(TC-1)卫星的观测结果表明,尾向流能够拉伸近地磁尾的磁力线,从而导致磁场位形改变.尾向流具有垂直于磁场的速度分量,这种垂直磁场的速度分量会导致磁力线向尾向拉伸,磁场的结构由偶极型变为非偶极型.而随尾向流的终止,地向流的出现,磁场的结构由非偶极型变为偶极型,磁力线恢复原状.另外在磁场的结构由非偶极型变为偶极型的过程中,伴随磁能的释放热离子温度的迅速升高,温度由各向同性逐渐趋向各向异性.其次,观测结果显示来自电离层的尾向流对磁场By分量有重要的影响,能够引起磁场By分量的显著增强.上述分析结果表明来自电离层的尾向流对近地磁尾动力学过程有着重要的影响.   相似文献   

6.
日冕冲浪形成的磁流体动力学模拟   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
应用二维时变可压缩磁流体动力学模拟,数值研究了双极-单极磁场中电阻撕裂模不稳定性引起的磁场重联过程,用于模拟日冕冲浪的形成.结果表明,在包含有三区——双极场、电流片和单极场的磁静力平衡初态下,双极场和单极场中的磁力线将会直接重联,磁场演变成鞭状(whip)结构.由弯曲磁力线支撑的等离子体团向上运动到最高位置后,逐渐下落和弥散.等离子体团上升速度可达到0.10vA(vA为双极场中的Alfv'én速度).模拟结果证实日冕冲浪的形成可能与双极-单极场中的磁场重联密切相关.   相似文献   

7.
地球磁尾的电场模式   总被引:1,自引:0,他引:1  
地球磁层中的电场是磁层等离子体运动的主要驱动力。目前常用的磁层电场为均匀晨昏电场和投影电场。本文假定磁力线为电场的等位线,地球电离层电场看做磁层电场沿磁力线在电离层的投影。利用Tsyganenko磁场模式(T89),沿磁力线反电离层电场投影到磁尾,得到了一个新的磁层电场模式。文中对偶极磁场和T89磁场模式下的投影场作了比较,说明本模式突破了偶极磁场的局限,在磁层有更大的适用范围。  相似文献   

8.
本文从完整的磁流体动力学方程组出发, 研究太阳大气中磁力线管根部的扭转储存能量。通过数值方法, 研究了包含太阳表面过渡区在内的非线性无力场的动力学演化。假设初始磁场位形为势场, 根部等离子体运动使活动区磁场扭转。磁能蓬新分布, 在局部区域中储存大量的磁能。计算结果给出非线性无力场的定量关系, 可以解释太阳耀斑的储能过程。   相似文献   

9.
磁场强度对日冕定态结构的影响   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
以二维MHD模型及时变方法为基础,内外边界完整的设影特征线边界条件,考察了太阳日冕大气的定态结构随偶极场强度的变化情况。模拟结果表明:随着偶极场强度的增加,磁场对太阳风的约束增强,低纬闭磁场打开程度减少,高纬与低纬区速度差增加,并且在阿尔文马赫数为1的点附近达到最大,速度过度区变陡;随着日心距离增加,低纬区宽度减小,速度过渡区变陡,可定性解释Ulysses飞船的新观测事实。  相似文献   

10.
日冕物质抛射(CME)是太阳质子事件的重要源头.CME的速度和源区位置是太阳质子事件产生的重要因素.通过统计最近5年全晕CME与太阳质子事件的关系发现,速度大且源区位置距离日面上连接地球磁力线足点近的全晕CME更易引发太阳质子事件,其中速度大于1200km…-1、角距离60°以内的样本引发太阳质子事件的概率最高.对3个未引发太阳质子事件的高速全晕CME进行了详细分析,发现CME的主体爆发方向和行星际磁场环境的变化也影响太阳质子事件的产生.因此,在太阳质子事件的实际预报中,综合CME爆发速度、源区位置、主体抛射方向和行星际环境等多个因素才能给出更准确的事件预报结果.   相似文献   

11.
基于1996-2005年88个引起重大地磁暴的CME(日冕物质抛射)事件、1996-2000年的47个CME事件以及1997-2002年的29个全晕状CME事件,结合ACE卫星在1AU处的太阳风和行星际磁场观测资料以及Wilcox Solar Observatory(WSO)天文台的太阳光球层磁图,分析了背景太阳风速度和日球电流片对CME到达1AU处渡越时间预报误差的影响.结果表明,背景太阳风速度与CME渡越时间误差并没有明显的相关性,在考虑了磁云通量管轴相对黄道面夹角的影响后相关性依然不明显.然而日球电流片对CME渡越时间却有明显的影响,对于初速度较小的异侧CME事件,其渡越时间大于同侧事件;而对于具有较大初速度的CME事件,异侧事件的渡越时间明显小于同侧事件.研究结果表明,CME与太阳风以及日球电流片的相互作用并不是简单的对流相互作用,造成高速CME异侧事件快于同侧事件到达地球的因素非常复杂,有待深入研究.   相似文献   

12.
A series of three flares of GOES class M, M and C, and a CME were observed on 20 January 2004 occurring in close succession in NOAA 10540. Types II, III, and N radio bursts were associated. We use the combined observations from TRACE, EIT, Hα images from Kwasan Observatory, MDI magnetograms, GOES, and radio observations from Culgoora and Wind/ WAVES to understand the complex development of this event. We reach three main conclusions. First, we link the first two impulsive flares to tether-cutting reconnections and the launch of the CME. This complex observation shows that impulsive quadrupolar flares can be eruptive. Second, we relate the last of the flares, an LDE, to the relaxation phase following forced reconnections between the erupting flux rope and neighbouring magnetic field lines, when reconnection reverses and restores some of the pre-eruption magnetic connectivities. Finally, we show that reconnection with the magnetic structure of a previous CME launched about 8 h earlier injects electrons into open field lines having a local dip and apex (located at about six solar radii height). This is observed as an N-burst at decametre radio wavelengths. The dipped shape of these field lines is due to large-scale magnetic reconnection between expanding magnetic loops and open field lines of a neighbouring streamer. This particular situation explains why this is the first N-burst ever observed at long radio wavelengths.  相似文献   

13.
太阳风与地磁场相互作用形成的磁层顶对磁层内磁场有重要影响。本文假定地磁场为偶极子,太阳风为理想导体,在太阳风与磁层的边界上满足磁场法向分量为零的边界条件。采用最小二乘法求得磁层顶电流在磁层内产生的磁场的球谐系数。从计算结果可以看出磁层顶对磁层磁场的影响。结果表明,向阳面的磁场、中性点、极光区的位置与形状与实际观测比较接近;磁尾磁场与实际观测相差较远,原因是没有加上磁尾片电流。文中还给出了太阳风与地磁轴交不同角度时的磁层磁场的计算结果。   相似文献   

14.
采用三维模型,使用混合网格质点法HPIC(Hybrid Particle-in-Cell)对膨胀的磁场和太阳风相互作用过程进行数值模拟.研究了线圈产生的偶极子磁场在注入等离子体后和太阳风粒子的相互作用过程,并对以不同速度入射的等离子体引起的太阳风粒子的变化和磁场变化进行了比较.研究结果表明,偶极子磁场和太阳风作用时会产生弓形激波,此时磁压等于太阳风粒子的动压,当向线圈产生的偶极子磁场中注入高能等离子体时引起磁场膨胀,膨胀的磁场将会排斥太阳风粒子向外运动,从而引起弓形激波的变化,增大与太阳风相互作用的面积,并且粒子入射速度越大,磁场膨胀越明显,与太阳风相互作用愈强.   相似文献   

15.
This paper presents a simulation of anisotropy measurements by the low-energy charged particle (LECP) experiment on Voyager 1 for cases when the particle pitch-angle distribution function in the solar wind plasma reference frame is not isotropic. The model includes both the Compton–Getting anisotropy and perpendicular diffusion anisotropy that possibly exists in the upstream region of the termination shock. The results show that the Voyager 1 data cannot rule out either the model with zero solar wind speed or the one with a finite speed on qualitative basis. The determination of solar wind speed using the Compton–Getting effect is affected by the assumption of the magnetic field direction and perpendicular diffusion anisotropy. Because the pitch-angle distribution anisotropy is so large, a small uncertainty in the magnetic field direction can produce very different solar wind speeds ranging from ∼0 to >400 km/s. In fact, if the magnetic field is chosen to be in the Parker spiral direction, which is consistent with the magnetometer measurement on Voyager 1, the derived solar wind speed is still close to the supersonic value. Only the two lowest-energy channels of the LECP instrument may give a definitive answer to the solar wind speed. However, because these channels contain a very high level of cosmic ray background, an uncertainty of just a few percent in the background can entirely hamper the estimate of solar wind speed.  相似文献   

16.
We investigate the forms of the solar driver which cause the destabilization of helmet streamers. Two forms of solar drivers are considered; (i) emergence of a flux-rope from sub-photospheric levels and (ii) application of a photospheric shear motion to a streamer-flux rope system. Numerical results showed that both cases exhibit the characteristics of commonly observed coronal mass ejections (CMEs), but the propagation speed of the CME is higher than the background solar wind speed when the solar driver is the emerging magnetic flux and is the same as the solar wind speed when the photospheric shear is used as the solar driver. The energy constraint allowing the magnetic field transition from a closed to an open configuration is also addressed.  相似文献   

17.
Coronal mass ejection (CME) occurs when there is an abrupt release of a large amount of solar plasma, and this cloud of plasma released by the Sun has an intrinsic magnetic field. In addition, CMEs often follow solar flares (SF). The CME cloud travels outward from the Sun to the interplanetary medium and eventually hits the Earth’s system. One of the most significant aspects of space weather is the ionospheric response due to SF or CME. The direction of the interplanetary magnetic field, solar wind speed, and the number of particles are relevant parameters of the CME when it hits the Earth’s system. A geomagnetic storm is most geo-efficient when the plasma cloud has an interplanetary magnetic field southward and it is accompanied by an increase in the solar wind speed and particle number density. We investigated the ionospheric response (F-region) in the Brazilian and African sectors during a geomagnetic storm event on September 07–10, 2017, using magnetometer and GPS-TEC networks data. Positive ionospheric disturbances are observed in the VTEC during the disturbed period (September 07–08, 2017) over the Brazilian and African sectors. Also, two latitudinal chains of GPS-TEC stations from the equatorial region to low latitudes in the East and West Brazilian sectors and another chain in the East African sector are used to investigate the storm time behavior of the equatorial ionization anomaly (EIA). We noted that the EIA was disturbed in the American and African sectors during the main phase of the geomagnetic storm. Also, the Brazilian sector was more disturbed than the African sector.  相似文献   

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