本文選題：日冕物質(zhì)拋射　切入點：活動區(qū)　出處：《中國科學技術(shù)大學》2011年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：日冕物質(zhì)拋射(Coronal Mass Ejection, CME)是太陽上最猛烈的爆發(fā)活動之一,是引起行星際空間和地磁擾動的主要原因。現(xiàn)在常用白光日冕儀的觀測來研究日冕物質(zhì)拋射的傳輸和演化過程,因而如何恰當?shù)乩斫獍坠馊彰醿x中的CME的觀測特征對太陽和空間物理領(lǐng)域的許多相關(guān)研究至關(guān)重要。另外,活動區(qū)儲存了大量的磁自由能,被認為是CME的有力產(chǎn)生者。深入地研究CME與活動區(qū)之間的關(guān)系,對了解CME的觸發(fā)機制和產(chǎn)生規(guī)律十分重要。 為了避免數(shù)據(jù)選取過程中人為因素引起的偏差,在研究過程中,我們盡量保持了CME和活動區(qū)樣本的完整性,對CDAW CME目錄’列出的1997-1998年間所有1078個CME的源區(qū)位置進行了認證。我們發(fā)現(xiàn)除了因數(shù)據(jù)質(zhì)量差而未能認證源區(qū)位置的231個CME外,總共有288個(34%)CME的源區(qū)在太陽正面、234個(28%)CME的源區(qū)在太陽的邊緣以及325個(38%)CME在EIT195A觀測中沒有明顯爆發(fā)特征。同時在SOHO/MDI綜合磁圖的基礎(chǔ)上,應用Wang and Zhang于2008年發(fā)展的活動區(qū)自動識別及參數(shù)提取法,對該時期內(nèi)的活動區(qū)進行了識別,總共得到108個MDI活動區(qū)。結(jié)合CME源區(qū)位置信息,我們發(fā)現(xiàn)53%的活動區(qū)產(chǎn)生了CME,且其中約14%的活動區(qū)為CME多產(chǎn)的活動區(qū)(產(chǎn)生3個及以上CME),另一方面63%的CME產(chǎn)生于活動區(qū),其它的CME則產(chǎn)生于活動區(qū)外。 在此基礎(chǔ)上,統(tǒng)計分析了1997-1998年間LASCO CME的觀測特征及其與活動區(qū)的關(guān)系,其中包括CME源區(qū)位置的分布、與CME亮度相關(guān)的若干科學問題、CME在內(nèi)日冕中的偏轉(zhuǎn)以及CME與活動區(qū)的關(guān)系等,獲得了以下有意義的結(jié)果。 1.CME源區(qū)位置分布方面： CME源區(qū)位置的緯度分布呈現(xiàn)明顯的雙峰,峰值出現(xiàn)在±(15°-30°),這恰好與太陽活動區(qū)帶的位置相吻合,而且沒有CME產(chǎn)生于極區(qū)(±75°以外)；觀測到的CME中大約有56%產(chǎn)生于靠近太陽邊緣的區(qū)域；CME的平均表觀速度約為435km s-1,并且靠近日面中心的和邊緣CME的表觀速度分布沒有明顯的差別；邊緣CME的平均角寬度約為59°,其中約有65%的邊緣CME的角寬度在30°到90°之間；統(tǒng)計結(jié)果顯示靠近日面中心的CME的平均角寬度是邊緣CME的兩倍,這表明存在明顯的投影效應。 2.與CME亮度相關(guān)的若干科學問題方面： (1)大約有32%的太陽正面的CME無法被SOHO觀測到,這可能是地磁暴的高漏報率的一個直觀的解釋。 (2)白光CME在任意給定日心距離處的亮度與其速度大致上正相關(guān),這可能表明白光日冕儀中增強的亮度不僅包含CME的貢獻還包含周圍壓縮的太陽風等離子體的貢獻；由白光日冕儀中亮度得到的CME質(zhì)量可能是高估了。 (3)投影效應和能量的劇烈釋放是暈狀CME的主要原因,但對邊緣暈狀CME來說,后者更為主要；總體上,大約有25%的暈狀CME強于所有CME的平均強度。 3.CME在內(nèi)日冕中的偏轉(zhuǎn)方面： 統(tǒng)計結(jié)果表明,在接近太陽活動低年期間,大多數(shù)CME向赤道方向偏轉(zhuǎn)。根據(jù)CME偏轉(zhuǎn)過程的不同特征,可以把CME向赤道方向的偏轉(zhuǎn)分為不對稱膨脹、非徑向拋射以及偏轉(zhuǎn)傳播三類。 4.在CME與活動區(qū)的關(guān)系方面： (1)活動區(qū)的CME產(chǎn)生率與活動區(qū)的復雜程度相關(guān)性很強,但與活動區(qū)所處的階段無關(guān)。能產(chǎn)生CME的活動區(qū)的面積、磁通量、極性反轉(zhuǎn)線的長度和條數(shù)的平均值是沒有產(chǎn)生CME的活動區(qū)的2倍左右,而CME多產(chǎn)的活動區(qū)的參數(shù)平均值更大一些。 (2)同源相關(guān)的CME產(chǎn)生的時間間隔約為8小時,這可能反映了在同一活動區(qū)內(nèi)一個CME觸發(fā)另一個CME或者同一活動區(qū)積累磁自由能的時間尺度。 (3)同一個活動區(qū)在15小時時間內(nèi)最多只能產(chǎn)生一個強的(速度在800 kms-1以上)CME。 (4)CME的表觀參數(shù),如速度、加速度、角寬度等與CME是否來自活動區(qū)沒有明顯的關(guān)系。另外,統(tǒng)計表明CME的表觀速度與活動區(qū)參數(shù)之間沒有明顯的關(guān)系,而CME的角寬度與活動區(qū)參數(shù)存在較弱的相關(guān)性(相關(guān)系數(shù)為0.45),其中活動區(qū)的面積和磁通量是兩個重要的因素。
[Abstract]:Coronal mass ejections (Coronal Mass, Ejection, CME) is one of the most violent eruptions on the sun, is the main cause of disturbance in the interplanetary space and geomagnetic. Transmission and evolution is now commonly used in white light coronagraph observations of CMES, so how to properly understand the observational characteristics of white light coronagraph in CME for solar and space physics and many related research is very important. In addition, the magnetic storage area a large number of free energy, is considered a powerful producer of CME. Further study on the relationship between CME and activity area, is very important for understanding the CME trigger mechanism and rules.
In order to avoid the error caused by human factors in the process of data selection, in the course of the study, we try to keep the integrity of the sample CME and activity area, source position on the CDAW CME directory "listed 1997-1998 years all 1078 CME were certified. We found that because of poor data quality and 231 failed to CME certification the location of the source area, a total of 288 (34%) CME source areas in front of the sun, 234 (28%) CME source region on the edge of the sun and 325 (38%) CME in EIT195A in the observation of no obvious outbreak characteristics. Based on SOHO/MDI integrated magnetic map on the application of Wang and Zhang automatic recognition and parameter region in 2008 for the development of extraction of activity area of the period were identified, for a total of 108 MDI active region. According to CME source location information, we found that 53% of the active regions produced CME, and about 14% of its activity area For the CME prolific activity area (3 and more CME), 63% of the CME is produced in the active area, and the other CME is produced outside the active area.
Based on the statistical analysis of the observational characteristics of 1997-1998 LASCO CME and its relationship with the region, including the CME source distribution area, some scientific issues related to the brightness of CME, CME, and CME and deflection in the corona area relationship, get some meaningful results.
1.CME source area location distribution:
The latitude distribution of CME source zone showed obvious peak in Shuangfeng, + (15 -30), which coincided with the solar activity zone coincides with the position, and there is no CME produced in the region (other than + 75 degrees); observed CME in about 56% in the region near the edge of the sun. Table CME view; the average speed is about 435km s-1, there was no significant difference between the values of velocity distribution on the surface and near the center and the edge of the CME table; the average width of the edge of the CME angle is about 59 degrees angle width, of which about 65% of the CME edge at 30 degrees to 90 degrees; the statistical results showed by the average angle of the center of the surface recently CME is two times the width of the edge of the CME, which indicates the existence of projection effect is obvious.
2. a number of scientific issues related to CME luminance:
(1) about 32% of the sun's CME can not be observed by the SOHO, which may be an intuitive explanation of the high leakage rate of geomagnetic storms.
(2) white CME in any heliocentric distance brightness is roughly positively correlated with its speed, which may indicate that the enhanced brightness light coronagraph in CME contains not only the contribution of the solar wind plasma also contains around compression contribution; obtained by brightness white light coronagraph in CME quality may be overestimated.
(3) projection effect and severe energy release are the main causes of halo CME, but for the halo CME, the latter is more important. In general, about 25% of halo CME is stronger than the average intensity of all CME.
3.CME's deflection in the inner Corona:
The statistical results show that most of the CME are deflected towards the equator during the low solar activity. According to the different characteristics of CME deflection process, the deflection of CME to the equator can be divided into three categories: asymmetric expansion, non radial projection and deflection propagation.
4. in terms of the relationship between CME and the active area:
(1) the complexity of correlation zone CME generation rates and activity area is very strong, but has nothing to do with the activity stage. Activity area can produce CME area, magnetic flux, average length and the number of the polarity inversion line is about 2 times the activity area did not produce CME. While the average value of the parameters, the active region CME's prolific large number.
(2) the time interval of homologous CME generation is about 8 hours, which may reflect the time scale of CME's accumulation of magnetic free energy in another CME or the same activity area in the same activity area.
(3) the same active area can only produce a strong (speed over 800 kms-1) CME. at most in 15 hours
(4) CME table view parameters, such as velocity, acceleration, angular width and whether CME from the active region no obvious relationship. In addition, the statistics showed that there was no obvious relationship between CME apparent velocity and area parameters, and the angular width and area parameters of CME are related to weak (related coefficient of 0.45), and the area and magnetic flux are two important factors.

【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：P182.62

【共引文獻】

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本文編號：1606069