SIR-HUXt——一种同化 CME 时间-伸长率轮廓的粒子滤波数据同化方案
太阳与恒星天体物理
2022-10-06 v1 空间物理
摘要
我们介绍了 SIR-HUXt 的开发，即将序贯重要性重采样（SIR）数据同化方案与 HUXt 太阳风模型相集成。SIR-HUXt 旨在同化低日球层中 CME 前缘的时间-伸长率轮廓，例如通常从 STEREO、Parker Solar Probe 和 Solar Orbiter 任务返回的日球层成像仪数据中提取的那些。我们使用观测系统模拟实验来探究 SIR-HUXt 在一个简单合成 CME 场景下的性能：一个完全朝向地球的 CME 流经均匀背景太阳风，其中 CME 以观测平均速度和宽度初始化。这些实验针对一系列观测者位置进行，从地球后方 20 度到 90 度，覆盖了 ESA 未来 Vigil 空间天气监测器将返回日球层成像仪数据用于业务化空间天气预报的 L5 点。我们表明 SIR-HUXt 在约束 CME 速度方面表现良好，并在约束 CME 经度方面取得一定成功。CME 宽度基本未被 SIR-HUXt 同化所约束，需更多实验以确定这是由于该特定 CME 场景还是同化时间-伸长率轮廓的普遍特征。秩直方图表明 SIR-HUXt 集合校准良好，无明显偏差或欠/过离散迹象。对初始 CME 速度的改进约束直接带来了 CME 抵达地球传输时间和到达速度的改善。对于 L5 区域的观测者，SIR-HUXt 使 CME 传输时间不确定性降低 69%，到达速度不确定性降低 63%。这表明 SIR-HUXt 有潜力提升 HUXt 模拟的真实代表性，从而有潜力降低 CME 到达时间后报和预报的不确定性。
引用
@article{arxiv.2210.02122,
title = {SIR-HUXt -- a particle filter data assimilation scheme for assimilating CME time-elongation profiles},
author = {Luke Barnard and Mathew Owens and Chris Scott and Matthew Lang and Mike Lockwood},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.02122},
year = {2022}
}
备注
29 pages, 10 figures, 1 table