行星际激波及相关高能粒子特性随激波周围时间窗的变化
空间物理
2023-10-30 v2 数据分析、统计与概率
摘要
我们利用 1998年2月 至 2013年8月 间 ACE 在 1 au 处的观测，在 296 个快前向行星际激波中研究采样时间窗对导出的激波及相关的暴高能粒子(ESP)特性的影响。我们将激波特性的时间窗从 2 分钟变至 20 分钟，ESP 特性从 2 分钟变至 540 分钟。变异性由中位数绝对偏差(MAD)统计量量化。我们发现，磁场、密度与温度压缩比分别偏离其中位值 17.03%、20.05%、25.91%；激波速度偏离 16.26%，速度跳跃偏离 45.46%，阿尔文马赫数偏离 31.53%，激波倾角偏离 24.25%。在激波下游 2 分钟至 540 分钟窗内，谱指数相对 1.79 的中位值变化 26.05%，在上游相对 1.70 的中位值变化 30.53%。激波上下游 ESP 谱指数的相似性表明这些 ESP 群体很可能是在激波处局地加速的。此外，我们发现对于激波周围的移动采样窗，密度比值保持约 10 分钟有效；磁场比值与激波速度跳跃分别保持约 30 分钟与约 60 分钟有效。若将上游窗固定为 2 分钟且仅在下游方向移动，则密度比值在下游约 60 分钟内有效，磁场比值约 30 分钟，激波速度跳跃约 110 分钟有效。超出这些时间窗，导出的激波特性不再代表激波特性。这些结果为激波与 ESP 相关特性的建模和预报工作提供了约束。
引用
@article{arxiv.2308.02016,
title = {Variability of interplanetary shock and associated energetic particle properties as a function of the time window around the shock},
author = {Kimberly Moreland and Maher Dayeh and Gang Li and Ashraf Farahat and Rob Ebert and Mihir Desai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.02016},
year = {2023}
}