一种用于预测日冕物质抛射地磁影响的时间高效数据驱动建模方法
太阳与恒星天体物理
2023-07-04 v3 空间物理
摘要
为理解日冕物质抛射（CME）驱动的地磁暴背后的全球尺度物理过程并作为其空间天气预测措施预测其强度，我们利用三维磁流体力学开发了一个行星际 CME 磁通量绳-磁层相互作用模块。模拟充分描述了 ICME 强迫的磁层动力学，包括施加的磁尾扭转。这些相互作用也产生感应电流，用于计算地磁扰动。通过适当校准，我们估计了一个地磁有效性代理——风暴强度指数（STORMI）——其与 Dst/SYM-H 指数吻合良好。由两个对比性日冕物质抛射的模拟影响经 STORMI 指数量化，与相应 Dst 和 SYM-H 指数表现出高线性相关性。我们的方法相对简单，需微调的参数更少，比复杂流体-动力学方法时间高效。此外，我们证明磁通量绳侵蚀不会显著影响我们的结果。因此，若基于近太阳观测的近地 CME 磁通量绳结构早期预测可作为输入，我们的方法有可能显著扩展可预测的时间窗口——这是地球空间环境预测中的一个突出挑战。本研究为基于 CME 驱动地磁暴业务化预测的 early warning 铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2210.00071,
title = {A Time-Efficient, Data Driven Modelling Approach For Predicting The Geomagnetic Impact of Coronal Mass Ejections},
author = {Souvik Roy and Dibyendu Nandy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.00071},
year = {2023}
}
备注
17 Pages, 8 figures, Published in APJL