WSA-Enlil-SEPMOD框架内太阳高能粒子事件起始的改进建模
太阳与恒星天体物理
2024-01-15 v1 空间物理
摘要
多航天器对太阳高能粒子(SEP)事件的观测不仅有助于更深入地理解和发展粒子加速与输运理论，还为模型验证工作提供了重要约束。然而，由于计算限制，给定的基于物理的SEP模型通常最适合捕捉SEP事件的特定阶段，而非其从起始到衰减的整个发展过程。例如，日球层的磁流体动力学(MHD)模型通常仅在其所谓的日冕区域的外边界（通常设定在日心距离20-30 处）纳入太阳瞬变现象。这意味着，日冕物质抛射(CME)驱动激波处的粒子加速也从该边界开始计算，导致模拟的SEP事件起始时间可能比观测到的晚数小时，因为激波可以在太阳日冕中更低的高度形成。在本工作中，我们旨在通过在耦合的WSA-Enlil三维MHD日球层模型的日冕区域外边界插入一个“固定源”粒子注入，来改进SEP事件起始的建模。我们为此采用的SEP模型是SEPMOD，这是一个基于磁力线追踪器和绝热不变量守恒的物理测试粒子代码。我们将SEPMOD固定源选项的初步测试和结果应用于2021年10月9日的SEP事件，该事件在内日球层的五个相距甚远的位置被探测到——帕克太阳探测器(Parker Solar Probe)、STEREO-A、太阳轨道器(Solar Orbiter)、贝皮科伦布(BepiColombo)以及近地航天器。
引用
@article{arxiv.2401.05309,
title = {Improved modelling of SEP event onset within the WSA-Enlil-SEPMOD framework},
author = {Erika Palmerio and Janet G. Luhmann and M. Leila Mays and Ronald M. Caplan and David Lario and Ian G. Richardson and Kathryn Whitman and Christina O. Lee and Beatriz Sánchez-Cano and Nicolas Wijsen and Yan Li and Carlota Cardoso and Marco Pinto and Daniel Heyner and Daniel Schmid and Hans-Ulrich Auster and David Fischer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.05309},
year = {2024}
}
备注
31 pages, 8 figures, 4 tables, accepted for publication in Journal of Space Weather and Space Climate