面向1 AU的明天太阳风预测:基于相对论 simultaneity 概念的物理模型
太阳与恒星天体物理
2025-01-22 v2 计算物理
等离子体物理
空间物理
摘要
受狭义相对论中相对 simultaneity 概念的启发,提出了一种新方法,用于模拟内太阳系任意点未来的太阳风条件。该方法的重要特点是,太阳 corona 中的模拟以每小时更新的太阳磁图驱动,并在接近实时内持续模拟。内太阳星体模型基于对参考系(或时空坐标系)进行时变变换,在该参考系中,太阳风在太阳 corona - 内太阳星体边界处的当前状态与太阳风的未来状态是同时的。通过模拟太阳磁场的当前观测值来实现对1 AU处环境太阳风明天参数的预测能力,时偏源于使用提升参考系的。我们推导了针对流体力学和磁流体动力学的修正控制方程,并提出一种求解修正控制方程的数值算法。该方法实现了有效的数值求解,从而实现了显著长于传统求解方法的预测时间。在一次瞬态传播的数值测试中,基于提升解的 CME 驱动冲击在1 AU到达的时间,比太阳 corona - 内太阳星体边界的解提前了16小时。
引用
@article{arxiv.2501.07222,
title = {Physics-Based Forecasting of Tomorrow's Solar Wind at 1 AU},
author = {Igor V. Sokolov and Tamas I. Gombosi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.07222},
year = {2025}
}
备注
28 pages, 8 figures