空间天气的太阳驱动源研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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空间天气的太阳驱动源研究

项目名称：空间天气的太阳驱动源研究
项目类别：重大项目
批准号：40890161
申请代码：A0304
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2009-01-01-2012-12-31

项目负责人：张军
负责人职称：研究员
依托单位：中国科学院国家天文台
批准年度：2008

中文摘要：

太阳耀斑和日冕物质抛射(CME)是日地环境中灾害性扰动的主要驱动源，理解和预测太阳耀斑和CME成为国家发展和安全的一个战略需求。本项目旨在利用太阳光球和色球磁场、Doppler速度场和多波段单色像数据，构造23和24太阳周耀斑/CME事件的完整样本；证认CME日面源区；确定源区光球层三维流场结构；系统分析太阳向量磁场结构演化及其驱动的大尺度日冕活动现象，发现源区向量磁场特征；寻找CME和太阳表面磁活动现象（太阳耀斑和暗条爆发）的相关关系；细化耀斑/CME初发的模拟结果，认识耀斑/CME触发和加速物理机制。基于最新观测和模拟结果，发现CME源区亚角秒磁场流场结构演化与CME事件之间的物理联系。确定耀斑/CME对日地空间环境影响程度的物理参数。在理解耀斑/CME的物理过程方面取得国际领先水平的成果,为耀斑/CME和空间灾害天气预报提供可靠的物理基础。为"夸父"A星的真实数据分析作多方面的准备。

中文主题词：耀斑；日冕物质抛射；太阳磁场；；

英文摘要：

flare；coronal mass ejection；solar magnetic field；；

英文主题词： flare；coronal mass ejection；solar magnetic field；；

结论摘要：

研究进展顺利, 完成了相关研究内容。在SCI核心刊物发表70余篇研究论文(其中ApJ 22篇)。主要工作集中于太阳爆发活动初发机制的观测和物理理解，取得一系列发现性成果发现活动区浮现暗化、日冕次级波、宁静太阳龙卷风、磁通量浮现下沉过程、两类水平磁元等。研究工作处于国际先进水平。 1．围绕空间天气驱动源—研究日冕物质抛射(CME)。(a) 耀斑/CME初发过程中的向量磁场演化。数据驱动模型应用到活动区的观测磁图中，得到三维结构的磁场和速度场，计算光球的Poynting能流随时间的演变。(b) 磁重联、电流片的观测研究。通过完整的子样统计和个例，详细研究了耀斑过程中磁重联的观测特征，为耀斑中的磁重联提供若干定量约束；冕洞边界上的磁重联维持冕洞刚体自转；证认耀斑前存在大尺度横向电流片，对CME的触发起重要作用，并且能从近日面传到行星际空间。(c) 暗条/CME三维结构和演化研究。使用我们发展的图象显示方法，重构宁静暗条的三维结构，第一次研究了沿着暗条主体不同位置处的真实的速度和加速度，精确定位爆发暗条最大受力点。 (d) 色球波和日冕波的动力学演化。在1997年至2005年间，共捕获了13个色球波事件，发现色球波沿着两类磁场拓扑传播，但是都是在磁场强度较弱的“谷”里传播；基于STEREO两颗卫星观测，发现日冕波的传播有先加速后减速的趋势；首次观测到由日冕紫外波和活动区相互作用而产生的次级波;发现活动区浮现暗化。 2. 探求日冕磁场性质—发展磁场外推方法。建立新的非线性无力场计算模式，采用新的矢量磁图改正算法，分析比较磁场3维结构特征与耀斑爆发活动的关系。计算速度提高14倍左右，满足预报对计算结果时效性的要求。 3. 追踪新的热点—冕洞和宁静太阳磁活动。基于Hinode观测，研究冕洞内的双极磁场演化。第一次在冕洞区域观测到磁环系统浮现下沉过程；第一次发现冕洞内的横场、磁倾角、电流和电流螺度均高于宁静区。首次得到太阳米粒上的向量磁场分布、小尺度磁元和米粒的相互作用、证认两类水平磁元。

成果综合统计