YNAO OpenIR  > 太阳物理研究组
日冕物质抛射活动周分布特征与演化研究
高朋鑫
Subtype博士
Thesis Advisor李可军
2010-06-07
Degree Grantor中国科学院研究生院(云南天文台)
Place of Conferral北京
Degree Discipline天体物理
Keyword方法:数据分析 太阳:活动 太阳:日冕物质抛射(cme)
Abstract日冕物质抛射(coronal mass ejections,简称CMEs)是大尺度的等离子体和磁场爆发,被认为是引起中等到强烈地磁暴的行星际扰动的主要来源。所以对CME的研究是和空间环境直接相关的重要课题,是近年来太阳物理中一个较为活跃的研究领域。太阳和太阳风层探测器(Solar and Heliospheric Observatory,简称SOHO)卫星上搭载的大视角分光日冕仪(Large Angle and Spectrometric Coronagraph,简称LASCO)自1996年以来已经观测到一万多个CME事件,为CME活动周分布特征与演化研究提供了空前的机会。本文针对CME活动周分布特征与演化做了一些立足于观测数据的统计工作,期望能为全面认识CME提供一定的信息,同时也为CME在各个阶段的理论模型提供一定的约束。作者的主要工作有: 1、运用Yeh等和Howard等的CME速度或者速度和加速度投影效应改正方法调查了23周SOHO/LASCO日冕仪观测的仅与耀斑相关的CME(FL类CME)和仅与暗条爆发相关的CME(FE类CME)投影改正前后的速度或者速度和加速度分布。得到如下结果:(1)投影改正前后两类CME的速度分布、速度的自然对数分布、加速度分布都非常相似。(2)投影改正前,两类CME的平均速度几乎相等。运用Yeh等的方法得到投影改正后,两类CME的平均速度仍然几乎相等,然而运用Howard等的方法得到投影改正后,FE类CME的平均速度比FL类CME的平均速度稍微高一点。投影改正前后,FE类CME的中值加速度都比FL类CME的中值加速度大。我们的结果不支持快速CME与耀斑相关、慢速CME与暗条爆发相关的观点。 2、我们调查了23周加速和减速CME事件的加速度活动周演化行为。发现加速和减速CME事件的半年平均加速度的绝对值在一个活动周内都先增加然后下降,在时间相位上滞后于黑子活动周。我们也调查了加速和减速CME事件的半年个数,发现在活动周的极大年附近(大约3年)减速CME事件比加速CME事件多,但是在活动周的其它时间段加速CME事件比减速CME事件多。我们的结果意味着加速和减速CME事件的驱动机制可能不同:对于加速CME事件,从统计意义上来讲,驱动力(the propelling force (Fp))可能在推动CME向外的过程中扮演一个重要的角色;对于减速CME事件,从统计意义上讲,CME事件在外日冕的动力学演化过程中阻力(the drag (Fd))可能扮演一个更为有效的角色。在活动周的极大年附近,因为Fd和CME速度的平方(V2CME)成正比,所以统计意义上来讲Fd就比较大;而Fp和磁场强度成正比,所以统计意义上来讲Fp也比较大。因此在这个时期加速和减速CME事件的半年平均加速度的绝对值都比较大。但是,因为Fd和V2CME成正比,而VCME和磁场强度成正比,所以统计意义上来讲Fd在极大年附近更有效。所以在极大年附近减速CME事件比加速CME事件多。而在活动周的极小年,CME的速度相对来说比较小,统计意义上来讲Fd的作用更有效。因此极小年附近加速CME事件比减速CME事件多。 3、我们分析了23周SOHO/LASCO日冕仪观测的CME事件的南北半球行为,结果如下:(1)在所有纬度或者低纬,极大年之前CME活动的优势半球是北半球,极大年之后CME活动的优势半球是南半球;就整个23周来看,CME活动的优势半球是南半球。这和相应的黑子研究结果一致。南北半球每月CME个数积累曲线的关系和相应的黑子研究结果也一致。(2)在高纬,2002年之前,南北半球的CME行为也和相应的黑子研究结果一致:每月CME个数南北半球不对称值的变化趋势和相应的黑子趋势相似;南北半球每月CME个数积累曲线的关系和相应的黑子研究结果也一致。但是2001年之后,每月CME个数南北半球不对称值的变化趋势和相应的黑子趋势不同,南北半球每月CME个数积累曲线的关系和相应的黑子研究结果也不同。我们的结果似乎意味着高纬CME活动可能和“rush to the poles”相关。 4、基于Richardson和Cane整理的1996年到2007年的行星际CME(英文简称为ICME)列表和SOHO/LASCO日冕仪观测的相关CME,用Song等的方法调查了23周与ICME相关的CME的纬度活动周演化规律。结果如下:(1)ICME相关的CME在所有的纬度都有出现。(2)在低纬,ICME相关的CME的纬度活动周演化并不遵从Sporer定律(即没有“蝴蝶图”出现);然而在高纬ICME相关的CME的纬度活动周演化可能存在一个朝向极区的迁移和随后朝向赤道的迁移。我们的结果意味着和ICME相关的CME和全部CME的纬度活动周演化不存在差别。
Other AbstractCoronal Mass Ejections (CMEs), the large-scale eruptions of plasma and magnetic fields from the Sun, are believed to be the main sources of the strong interplanetary disturbances that cause many moderate to intense geomagnetic storms. So, the study on CMEs is an important topic that relates directly to space environments and has become an active area in the research on solar physics. Since 1996 January, The Large Angle and Spectrometric Coronagraph (LASCO) on board the Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) mission has observed the most CMEs, providing us with a great opportunity to examine the statistical properties and evolution of CMEs at solar cycle timescale. In this dissertation I make some statistical analysis of the properties and evolution of CMEs at solar cycle timescale in order to set further constraints in constructing physical models for CME initiation, acceleration, and propagation. The major results are obtained as follows
Subject Area天文学
Pages99
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/6609
Collection太阳物理研究组
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GB/T 7714
高朋鑫. 日冕物质抛射活动周分布特征与演化研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院(云南天文台),2010.
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