利用数值模拟评估约束调和平均法推导 ICME 运动学的方法
摘要
本研究利用人工日冕物质抛射 (CME) 的数值模拟，验证了一种计算行星际 CME (ICME) 传播方向和运动学剖面的方法。该方法将日球层成像观测数据与 1 AU 处的原位等离子体和磁场数据相结合进行约束。通过应用假设 ICME 前缘为球形的调和平均 (Harmonic Mean) 方法，利用这些数据将测得的 ICME 距角转换为距离。我们使用了类似于 STEREO-A/HI 观测的合成白光图像，针对遥感航天器与原位航天器之间三种不同的分离角（30{\deg}、60{\deg} 和 90{\deg}）进行了模拟。为了验证该方法的結果，将其与从顶视图获得的模型 ICME 顶点速度剖面进行了比较。该剖面反映了“真实”的顶点运动学，因为它不受散射或投影效应的影响。通过这种方式，可以确定该方法在揭示 ICME 传播方向和运动学方面的准确性。我们发现，约束调和平均法获得的方向对分离角不敏感（30{\deg} 分离角：\phi = W7；60{\deg} 分离角：\phi = W12；90{\deg} 分离角：\phi = W15；真实方向：E0/W0）。在所有三种情况下，推导出的运动学与真实运动学相对吻合。一致性最好的是 30{\deg} 情况，而随着分离角的增大，1 AU 处的 ICME 速度被越来越高地高估（30{\deg} 分离角：\Delta V_arr ~-50 km/s，60{\deg} 分离角：\Delta V_arr ~+75 km/s，90{\deg} 分离角：\Delta V_arr ~+125 km/s）。特别是对于未来的 L4/L5 任务，60{\deg} 分离角情况对于改进空间天气预报具有重要意义。
引用
@article{arxiv.1301.6945,
title = {Assessing the Constrained Harmonic Mean Method for Deriving the Kinematics of ICMEs with a Numerical Simulation},
author = {Tanja Rollett and Manuela Temmer and Christian Möstl and Noé Lugaz and Astrid M. Veronig and Ute V. Möstl},
journal= {arXiv preprint arXiv:1301.6945},
year = {2013}
}
备注
accepted for publication in Solar Physics