一种用于空间天气的观测推导边界条件的新技术

近年来，空间天气研究聚焦于开发建模技术以预测日冕物质抛射（CMEs）到达地球的时间和特性。本文旨在提出一种适用于下一代空间天气预测工具的新建模技术，该技术既高效又准确。新方法的目标是为行星际空间天气预报模型提供太阳日冕上层中喷发磁流绳的精确时变边界条件。为生成边界条件，我们耦合了两种不同的建模技术：MHD 模拟与准静态非势演化模型。两者均应用于覆盖整个太阳表面的空间域。非势模型利用观测到的日面磁图时间序列来驱动日冕磁场的非势准静态演化，这使我们能够追踪磁流绳的形成与平衡丧失。随后，MHD 模拟捕捉喷发磁流绳的动力学演化。本文聚焦于追踪磁流绳喷发至 4$R_\odot$ 的 MHD 模拟。我们首先提出一种指定日冕中喷发前等离子体性质的技术。接着，时变 MHD 模拟描述了两个磁流绳的喷发，产生了 4$R_{\odot}$ 处磁场与等离子体的时变边界条件。在本文中，我们表明准静态非势磁场模拟与全时变 MHD 模拟的双重使用可为空间天气预报工具生成真实的 inhomogeneous 边界条件。在产生完全业务化模型之前，仍有若干技术与科学挑战需要解决。