通过自相似膨胀圆形前沿近似太阳瞬变事件的速度与到达时间

NASA 的 STEREO 任务开启了从日地连线以外预测太阳瞬变事件的到达时间、速度和方向的可能性。特别是，我们感兴趣的是利用大观测角处对密度结构的观测（使用 STEREO 日光层成像仪仪器），来预测可能具有地磁效应的行星际日冕物质抛射 (ICME)。我们通过推导关于 ICME 速度和到达时间的几何修正解析公式，为 Davies 等人 (2012, ApJ, in press) 引入的称为自相似膨胀拟合 (SSEF) 的技术做出贡献。该模型假设一个圆沿由位置角（例如黄道面）指定的平面向外传播，且具有恒定的角半宽 (lambda)。这是对早期更简单模型的扩展：固定 Phi 拟合 (lambda = 0 度) 和谐波平均拟合 (lambda = 90 度)。与以前的模型相比，这种方法的优势在于可以清楚地评估日光层中的特定位置（如行星或航天器）是否预计会被 ICME 前沿击中。我们的修正公式对于擦边撞击尤其重要，在这种情况下，方向的微小差异会极大地影响预期速度（高达 100-200 km/s）和到达时间（比顶点晚多达两天）。对于非常宽的 ICME（2 lambda > 120 度），几何修正变得与 M\"ostl 等人 (2011, ApJ, 741, id. 34) 为谐波平均模型推导的修正非常相似。如果已知平面中 ICME 的宽度和方向，并假设 ICME 前沿具有圆形几何形状，这些解析表达式也可用于经验或分析模型，通过修正侧面而非顶点撞击的影响来预测 ICME 在 1 AU 处的到达时间。