基于数据约束的CME建模在EUHFORIA中研究球马克旋转及其对Bz预测的影响
太阳与恒星天体物理
2023-11-28 v1 空间物理
摘要
空间天气预报中的一个关键挑战是准确预测行星际日冕物质抛射（ICME）的磁场拓扑结构，特别是朝向地球的CME的南北向磁场分量（Bz）。太阳风MHD模型通常使用球马克来表示CME的磁结构。然而，当插入到背景行星际磁场中时，球马克会经历一种类似于所谓“球马克倾斜不稳定性”的现象，导致其磁轴旋转。从空间天气预报的角度来看，在将球马克模型用于真实事件研究时，理解这种旋转对预测1天文单位处Bz的影响至关重要。在这项工作中，我们使用“欧洲太阳风预报信息资产”（EUHFORIA）对2013年4月11日的CME事件进行建模来研究这一点。我们的结果表明，球马克在到达1天文单位时发生了高达90度的显著旋转，而大部分旋转发生在0.3天文单位以下。这一总旋转导致在1天文单位处对ICME预测的磁场拓扑结构较差。为解决此问题，我们进一步研究了球马克密度对减轻旋转的影响。结果表明，较高密度下球马克旋转较小。重要的是，我们观察到在球马克旋转最小时，与预测Bz相关的不确定性大幅降低。因此，我们得出结论：在所分析的事件中球马克旋转对Bz预测产生不利影响，强调在全球MHD模型用于空间天气预报中使用球马克时需谨慎。
引用
@article{arxiv.2311.15616,
title = {Studying the spheromak rotation in data-constrained CME modelling with EUHFORIA and assessing its effect on the Bz prediction},
author = {Ranadeep Sarkar and Jens Pomoell and Emilia Kilpua and Eleanna Asvestari and Nicolas Wijsen and Anwesha Maharana and Stefaan Poedts},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.15616},
year = {2023}
}
备注
Accepted for publication in The Astrophysical Journal Supplement (ApJS) series