太阳活动第24周地面宇宙线增强（GLE）事件太阳高能粒子加速源的研究

Ground Level Enhancement (GLE) events are extreme solar energetic particle (SEP) events, of which particle can be accelerated up to ～GeV. In comparison with SEP events, GLE events are rare events which have their unique unknown condition of occurrence. By using data from high-resolution multi-wavelength satellite and ground-based cosmic-ray monitors, we attempt to calculate particle velocity and relativistic energy, and confirm acceleration sources. We also considered the characteristics of magnetic reconnection, active regions and large scale magnetic structure of CMEs. On the basis, the analyses method of solar activities — interplanetary space transportation — ground-based cosmic-ray detection are revealed.

地面宇宙线增强（Ground Level Enhancement, GLE）事件是一种特殊的太阳高能粒子(SEP)事件，粒子可被加速到GeV量级。与SEP事件相比，GLE事件属于稀有事件，目前还没有完全解释清楚日面处产生GLE事件的特殊条件。本课题采用全日面空基高分辨率多波段的卫星数据，结合地面中子监测器的观测结果，综合分析日面磁场重联、活动区的特征，以及CME的大尺度磁场结构，计算太阳高能粒子速度及相对论能量，确认粒子加速源。在此基础之上，试图探索建立分析日面爆发活动—行星际空间传输—地面宇宙线探测这类因果事件的研究方法。

在太阳活动第24周期间，2017年9月初NOAA AR12673活动区的太阳爆发，在短短的两天内分别引发了两种地面宇宙线事件：FORBUSH下降和GLE（地面宇宙线增强）事件。由于源自相同的太阳源区，这为我们提供了深入研究瞬变宇宙线事件的稀有样本。结合空间科学卫星（SDO、STEREO、SOHO、WIND等）和地面宇宙线观测设备（NMs），可以开展从日面、行星际空间到地面，完整的空间天气事件因果链的研究，具体包括：耀斑、CMEs、CMEs在行星际空间的传播、太阳风等离子体的物理参量变化以及地面宇宙线的强度响应。我们的研究表明，尽管两个CMEs事件均是由快速的激波驱动，但源于2017年9月6日∼S08W33的CME，向地球传播并围绕挤压形成ICME，引发地面宇宙线的FORBUSH 下降事件，此外，该CME偏向南向传播，致使SEP穿透区域并未与地球形成磁连接，这解释了2017/09/06太阳爆发活动没有产生SEP事件的原因。而源于2017年9月10日∼S09W84太阳边缘的CME是产生GLE事件的原因，其中的GLE粒子是由CME驱动的激波产生的，而此CME的喷出物由于向西传播偏离地球，所以没有产生FORBUSH下降。该研究清晰地表明，对CMEs的传播方向、角度大小和动能的详细分析在预报地面宇宙线瞬变的重要性。