中文

OSPREI:一种用于建模CME驱动空间天气的耦合方法,具有自动生成、用户友好的输出

太阳与恒星天体物理 2022-05-11 v3 空间物理

摘要

日冕物质抛射(CMEs)在地球及整个太阳系中驱动空间天气活动。当前与CME相关的空间天气预测依赖于从日冕仪重建的信息,有时仅来自单一视角,用以驱动简单的行星际传播模型,该模型仅给出到达时间或有限的附加信息。我们提出将三个已确立的模型耦合为OSPREI(Open Solar Physics Rapid Ensemble Information,开放太阳物理快速集成信息),这是一种描述日地CME行为的新工具,涵盖位置、取向、尺寸、形状、速度、到达时间以及内部热与磁性质,且能在预报所需的时间尺度上运行。首先,ForeCAT描述CME穿过太阳日冕的轨迹。其次,ANTEATR模拟CME在行星际空间中的传播(包括膨胀与形变),并通过守恒定律确定内部性质的演化。最后,FIDO生成CME与合成航天器相互作用的就地剖面。OSPREI包含集成建模,通过对各输入参数进行扰动以探查其值的不确定性,从而给出所有输出的概率。系统自动生成标准化可视化结果,为空间天气预报提供易获取的关键信息。我们展示了OSPREI对2021年4月22日及2021年5月9日日冕中观测到的CMEs的结果。我们将这些CME作为预报的概念验证,使用类似于实时可用信息而非微调输入参数以实现详细科学研究的最佳拟合。OSPREI预测与到达时间及就地性质均显示出良好一致性。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.06960,
  title  = {OSPREI: A Coupled Approach to Modeling CME-Driven Space Weather with Automatically-Generated, User-Friendly Outputs},
  author = {C. Kay and M. L. Mays and Y. M. Collado-Vega},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.06960},
  year   = {2022}
}

备注

revision submitted to Space Weather