發(fā)布時間：2018-01-14 07:42

  本文關(guān)鍵詞：慢太陽風中典型結(jié)構(gòu)的研究　出處：《中國科學院國家空間科學中心》2017年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：慢太陽風是背景太陽風的重要組成部分,而背景太陽風又是空間天氣研究中的熱點和難點。因此,研究慢太陽風的起源及演化過程等具有重要的科學意義和應(yīng)用價值。本文利用多衛(wèi)星觀測結(jié)果,通過事例分析和統(tǒng)計研究,并結(jié)合相關(guān)模型結(jié)果,對慢太陽風中的典型結(jié)構(gòu)進行了深入細致的研究。1,日球?qū)拥入x子體片的分布特征及本質(zhì)日球?qū)拥入x子體片、日球?qū)与娏髌约罢嫔葏^(qū)邊界是慢太陽風中的重要結(jié)構(gòu),它們與慢太陽風的起源及演化過程等息息相關(guān)。雖然這些典型結(jié)構(gòu)已經(jīng)被研究多年,但是日球?qū)拥入x子體片相對日球?qū)与娏髌姆植继卣?以及日球?qū)拥入x子體片是否為靜態(tài)結(jié)構(gòu)等問題仍然存在爭議。根據(jù)日球?qū)与娏髌c真扇區(qū)邊界的相對位置,前人把日球?qū)与娏髌瑒澐譃槲宸N類型,我們發(fā)現(xiàn)其中兩類為理想日球?qū)与娏髌�。而這些理想日球?qū)与娏髌梢赃M一步用于研究日球?qū)拥入x子體片的分布特征。因此,我們首先統(tǒng)計了STEREO兩顆衛(wèi)星觀測到的37組日球?qū)与娏髌?并將它們劃分類型。在挑選出理想日球?qū)与娏髌?我們分析了日球?qū)拥入x子體片相對日球?qū)与娏髌姆植继卣�。結(jié)果顯示,日球?qū)拥入x子體片不僅可以包圍日球?qū)与娏髌?還可以領(lǐng)先于和落后于日球?qū)与娏髌?甚至在有些事例里并沒有日球?qū)拥入x子體片出現(xiàn)在日球?qū)与娏髌浇�。隨后,我們利用兩顆衛(wèi)星的聯(lián)合觀測結(jié)果,挑選出10對事例進行進一步研究。我們發(fā)現(xiàn),在大部分事例中,日球?qū)拥入x子體片和日球?qū)与娏髌急３至讼嗨频念愋�。并�?日球?qū)拥入x子體片的觀測時間差與預(yù)測時間差也吻合的很好。這表明日球?qū)拥入x子體片應(yīng)該是靜態(tài)結(jié)構(gòu)。2,日球?qū)与娏髌土鹘缑嬷睾系难芯客ǔ碇v,日球?qū)与娏髌宦栵L所包圍,而流界面是慢太陽風與快太陽風之間的分界面。觀測表明,在1 AU附近,日球?qū)与娏髌话泐I(lǐng)先于流界面數(shù)小時被衛(wèi)星探測到。因此,日球?qū)与娏髌c流界面的重合表明它們中間的慢太陽風全部消失了,這對研究慢太陽風的演化過程具有重要意義。利用STEREO衛(wèi)星的高精度數(shù)據(jù),我們首次在1 AU附近報道了一個特殊的日球?qū)与娏髌土鹘缑嬷睾系氖吕�。在這個事例里,日球?qū)与娏髌粌H和流界面重合,還與真扇區(qū)邊界分離達6個小時之久。結(jié)合日冕白光圖以及wsa的模型結(jié)果,我們確認該事例發(fā)生的源區(qū)有一個偽冕流結(jié)構(gòu)的存在。據(jù)此,我們推測盔冕流與偽冕流之間的交換重聯(lián)過程可能主導(dǎo)了該特殊事例的形成。此外,為了更深入的了解日球?qū)与娏髌土鹘缑嬷睾鲜吕奶卣?我們對2007 2010年期間的9個事例進行了分析。分析結(jié)果表明,根據(jù)日球?qū)与娏髌念愋鸵约盁崃飨爽F(xiàn)象的存在與否,日球?qū)与娏髌土鹘缑嬷睾系氖吕笾驴梢苑譃槿?而每一類型的事例可能具有不同的形成機制。利用多衛(wèi)星聯(lián)合分析,我們發(fā)現(xiàn)只有2個重合事例同時被多顆衛(wèi)星觀測到,這表明日球?qū)与娏髌土鹘缑娴闹睾贤ǔＪ遣环�(wěn)定的結(jié)構(gòu)。結(jié)合pfss的模型結(jié)果與遙測結(jié)果,我們還發(fā)現(xiàn)偽冕流結(jié)構(gòu)只出現(xiàn)在部分重合事例的源區(qū)里。通過分析,我們認為交換重聯(lián)和偽冕流對日球?qū)与娏髌土鹘缑娴闹睾暇哂幸欢ǖ淖饔谩?,小尺度磁流繩的研究小尺度磁流繩是慢太陽風的一個來源,然而它們的源區(qū)及形成機制仍然存在爭議。我們首先利用1au的觀測數(shù)據(jù),報道了一個被彎折磁力線束縛住的并且具有平滑磁場旋轉(zhuǎn)的小尺度磁流繩事例。這種小尺度磁流繩被認為是交換重聯(lián)過程的產(chǎn)物,對研究小尺度磁流繩起源機制具有重要意義。結(jié)合多衛(wèi)星聯(lián)合觀測結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)該小尺度磁流繩與附近的日球?qū)拥入x子體片具有相似的等離子體特征、阿爾法粒子相對質(zhì)子的豐度比以及重離子成分信息,即它們具有相似的起源。因此,綜合彎折磁力線的特殊磁場位形及成分信息等,我們認為該小尺度磁流繩是通過交換重聯(lián)過程從盔冕流的閉合磁力線區(qū)域釋放的,并給出了相應(yīng)的示意圖。此外,根據(jù)觀測和擬合結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)小尺度磁流繩的大小及其空間位形是導(dǎo)致它們錯過部分衛(wèi)星的原因。隨后,為了探究小尺度磁流繩的起源機制等,我們重點研究了小尺度磁流繩內(nèi)鐵離子平均電荷量(qfe)的分布特征。結(jié)合大尺度磁流繩的最新研究成果,我們分析了1998 2005年期間的24個小尺度磁流繩事例。我們發(fā)現(xiàn)小尺度磁流繩內(nèi)qfe的分布類型主要有b～e這四種類型,而缺少a型事例。因此,針對不同起源的小尺度磁流繩,我們做了相應(yīng)的分析。針對起源于太陽日冕的小尺度磁流繩來說,它們的磁流繩結(jié)構(gòu)大多是在爆發(fā)過程中逐漸形成的。而起源于行星際空間的小尺度磁流繩則可能牽涉到比較復(fù)雜的磁場重聯(lián)過程,從而形成復(fù)雜的qfe分布特征。本文的創(chuàng)新點主要有:·更廣泛的將慢太陽風中的典型結(jié)構(gòu)(日球?qū)拥入x子體片、日球?qū)与娏髌�、真扇區(qū)邊界、流界面以及小尺度磁流繩等)聯(lián)系起來進行研究,可以更系統(tǒng)的分析慢太陽風的起源及演化過程;·利用多衛(wèi)星聯(lián)合觀測,實現(xiàn)對慢太陽風的多點探測,可以更好地探究慢太陽風的特征及演化規(guī)律;·事例分析與統(tǒng)計研究相結(jié)合,可以更全面的分析慢太陽風中典型結(jié)構(gòu)的性質(zhì)。
[Abstract]:鎱㈠お闃抽鏄儗鏅お闃抽鐨勯噸瑕佺粍鎴愰儴鍒，

本文編號：1422668