太陽高能粒子（SEP）的傳播和加速機(jī)制是空間天氣學(xué)研究的前沿課題,SEP事件也是一類重要的空間天氣災(zāi)害性事件。SEP在行星際空間中的傳播及演化過程,均與背景太陽風(fēng)速度和磁場息息相關(guān)。先前對(duì)SEP傳播的數(shù)值模擬研究大多以恒定的太陽風(fēng)速度和Parker螺旋磁場為基礎(chǔ),背景場的設(shè)置太過理想。因此,獲取更加接近物理真實(shí)的太陽風(fēng)背景場是提高SEP物理模式的關(guān)鍵因素之一。我們的工作基于SEP在行星際空間的傳播模型,嘗試將Parker太陽風(fēng)速度解、WIND飛船觀測的磁場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、磁流體力學(xué)（MHD）模擬得到的三維太陽風(fēng)速度和磁場數(shù)據(jù)融入到粒子的傳播模型中,研究太陽風(fēng)速度以及更加真實(shí)的磁場分布對(duì)SEP在行星際空間中傳播的影響。將粒子傳播模型中沿徑向恒定不變的太陽風(fēng)速度改為隨日心距離r變化的Parker太陽風(fēng)速度解時(shí),我們發(fā)現(xiàn)快太陽風(fēng)條件下,粒子的全向通量剖面峰值基本不變,但在衰減相期間下降地更快些。分析認(rèn)為在快太陽風(fēng)條件下,絕熱冷卻效應(yīng)在SEP的衰減相時(shí)期發(fā)揮了更大的作用,使粒子能量衰減地更快。而在SEP的初始相時(shí)期由于擴(kuò)散效應(yīng)占主導(dǎo),可以忽略絕熱冷卻效應(yīng),通量峰值則保持不變。此外,慢太陽風(fēng)對(duì)粒子的通量...

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1兩種典型的SEP事件(Aran,2007)

中國科學(xué)院博士學(xué)位論文──太陽高能粒子(SEP)傳播數(shù)值模擬中的太陽風(fēng)背景場研究給出了兩種典型的SEP事件。左圖為2000年5月1日觀測到的與M1.1級(jí)耀斑相關(guān)的脈沖型SEP事件，從圖中可以看出，質(zhì)子通量的增強(qiáng)只持續(xù)了12小時(shí)，接下來是相對(duì)緩慢的指....

圖1.2激波-粒子模型的基本模塊(Aran,2007)

然后求解得到SEP的強(qiáng)度、能譜和各向異性等的分布。不同于脈事件，緩變型SEP事件的粒子源是移動(dòng)的行星際激波，高能粒子在被加速時(shí)，可以逃離激波進(jìn)入太陽風(fēng)并沿著行星際磁場傳播到地球附傳播的空間和時(shí)間尺度比較大意味著傳播條件會(huì)有顯著改變，這將導(dǎo)事件的建模難度更大。緩變型SE....

圖 4 擴(kuò)散激波加速過程示意圖

圖4擴(kuò)散激波加速過程示意圖影線為激波面，圓點(diǎn)表示散射元，帶有箭頭的實(shí)線表示加速粒子函數(shù)，κ是垂直于激波面的擴(kuò)散系數(shù)，u是流體上游和下游無窮遠(yuǎn)邊界處的分布函數(shù)f1和f2圖1.3擴(kuò)散激波加速過程示意圖(Melrose,1996)。垂直陰影線為激波面，圓點(diǎn)表示散射元，....

圖 7 在有垂直擴(kuò)散 (實(shí)線) 與沒有垂直擴(kuò)散 (虛線) 的情況下，對(duì)比 5 MeV 質(zhì)子的通量和各向異性

圖7在有垂直擴(kuò)散(實(shí)線)與沒有垂直擴(kuò)散(虛線)的情況下，對(duì)比5MeV質(zhì)子的通量和各向異性垂線標(biāo)示激波通過1AU的時(shí)刻；兩個(gè)短垂線標(biāo)示觀測者所在的磁力線與激波面相連的時(shí)間段；不同格子里面的圖對(duì)波被指向不同的方向的情況；源的強(qiáng)度隨著徑向和角距衰減，S(r/r....

本文編號(hào)：4035401