日冕物质抛射地磁效应的预报研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41074132
项目类别：
面上项目
资助金额：
40.0万
负责人：
乐贵明
依托单位：
国家卫星气象中心
学科分类：
D0412.空间天气学
结题年份：
2013
批准年份：
2010
项目状态：
已结题
起止时间：
2011-01-01 至2013-12-31

项目参与者：
陈博；赵明现；张学锋；张杨；
关键词：
行星际日冕物质抛射日冕物质抛射行星际激波地磁暴太阳能量粒子

项目摘要

日冕物质抛射(CME)进入行星际空间成为行星际日冕物质抛射(ICME)后，行星际介质对ICME在行星际空间的运动有影响，导致ICME的对地指向不断地变化，因此，要想准确预报CME的地磁效应，必须要能判定ICME在行星际空间传播时对地指向的动态特征。我们首先精确分析第23太阳活动周每一个中等以上强度非重现性磁暴的行星际源并判定它是由哪个CME引起的，然后分析该CME引起的日地扰动特征，从中提取能描述ICME对地指向动态特征的关键参数，利用这些参数使得CME导致大地磁暴的预报准确率超过50%，且预报的时间提前量超过10小时。当无CME的成像观测资料时，研究如何从行星际和磁层观测的资料中提取能判定ICME对地指向的动态特征并预报其地磁效应，预报时间的提前量超过10小时。最后，研究如何仅利用地球同步轨道卫星及地面观测的信息来判定伴有太阳粒子事件CME对应的ICME对地指向的动态特征并预报其地磁效应

结项摘要

对大的缓变型太阳高能粒子事件的时间强度剖面进行了分类并提出利用太阳高能粒子时间强度剖面的特征可监测日冕物质抛射在行星际空间的动态移动特征进而进行磁暴预报。第一种类型：耀斑和CME爆发后，E>10 MeV质子流量快速增加并达到峰值，然后，E>10 MeV质子流量持续下降。第二种类型：耀斑和CME爆发后，E>10 MeV质子流量快速增加达到第一个峰值，然后，E>10 MeV质子流量缓慢下降一段时间后又出现增加并出现第二个峰值，但第二个峰值低于第一个峰值。第三种类型：耀斑和CME爆发后，E>10 MeV质子流量快速增加，然后缓慢地增加达到直到最大值。通过分析发现，第一种时间强度剖面的缓变型太阳高能粒子事件，绝大多数不伴随磁暴，只有少数伴有中小磁暴。导致第二种时间强度剖面的太阳高能粒子事件的CME，都引起了磁暴且绝大多数情况下引起了大磁暴。导致第三种时间强度剖面的太阳高能粒子事件的CME，绝大多数都引起了大磁暴，而且相当一部分引起了特大磁暴。依据大的缓变型太阳高能粒子事件的时间强度剖面进行大磁暴预报，可以预测所有急始型大磁暴中的40%多，其中特大磁暴的预警准确率超过94%，预报时间提前量为5~15小时。 .通过对极端空间天气事件(特大磁暴、强太阳质子事件和X5级以上耀斑）太阳周分布的统计分析，发现绝大多数极端空间天气事件出现在太阳活动周的下降段，且主要出现在太阳活动峰值的前2年和后3年之间的时段。这为发射探测重大空间天气事件卫星发射时间的选择提供了重要的参考信息。研究还发现，一个太阳活动周期间极端空间天气事件的数量与太阳活动周的强度相关性非常差，然而，当太阳活动周非常弱时，极端空间天气事件的数量可能大幅度下降，但有可能出现个别极端空间天气事件。.通过对引起22-23周相对论太阳质子事件（GLE事件）活动区的分析，发现增长率超过10%的GLE事件都是由超级活动区产生的。GLE事件随日面经度的分布特征，表征太阳耀斑可能是产生GLE事件的关键因素。通过对21-23周X级以上耀斑的分析，发现32.2%的X1.0-X1.9 , 31.9% 的X2.0-X2.9, 43.3%的X3.0-X4.9, 81.08%的X5.0-X9.9以及95.2% X10以上耀斑是由超级活动区产生的。.发表SCI论文7篇，国际会议论文1篇，核心期刊论文7篇，培养获硕士学位研究生4名，正在培养的硕士生3名。