基于物理的太阳风流相互作用区模型：面向 L1 点业务化预报的 Multi-VP 与一维 MHD 接口
太阳与恒星天体物理
2023-03-17 v1 空间物理
摘要
我们当前利用拉格朗日 L1 点实时太阳风监测对地球辐射带的空间天气预测能力仅能提前约一小时。为减轻空间天气对通信卫星的影响，已提出若干框架以延长预报前置时间。我们开发了一个名为“Helio1D”的原型流水线，以 4 天的前置时间预报 L1 点的背景太阳风条件（速度、密度、温度、切向磁场）。该流水线预测共转相互作用区（CIRs）与高速流，其可增强辐射带中的高能通量。Helio1D 流水线连接了提供 0.14 AU 处实时太阳风出射的 Multi-VP 模型与太阳风传播的一维 MHD 模型。我们针对 2004–2013 年与 2017–2018 年区间，以观测数据对 Helio1D 流水线的太阳风速度进行基准测试。我们基于快速动态时间规整技术开发了框架，可连续比较含 CIRs 的时间序列输出与观测以衡量流水线性能。特别地，我们利用该框架校准并改进流水线在业务化预报中的性能。为提供时序与量级不确定性，我们并行模拟若干太阳风条件，总计 21 条对应于包括地球在内的不同虚拟目标的剖面。该流水线可用于支撑旨在预测内磁层与辐射带动态的实时每日太阳风预报。
引用
@article{arxiv.2303.09221,
title = {Physics-based model of solar wind stream interaction regions: Interfacing between Multi-VP and 1D MHD for operational forecasting at L1},
author = {R. Kieokaew and R. F. Pinto and E. Samara and C. Tao and M. Indurain and B. Lavraud and A. Brunet and V. Génot and A. Rouillard and N. André and S. Bourdarie and C. Katsavrias and F. Darrouzet and B. Grison and I. Daglis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.09221},
year = {2023}
}
备注
24 pages, 9 figures. The appendix is available upon request