日冕物质抛射行星际结构的观测特征和太阳源研究

Interplanetary structures of the Coronal Mass Ejections (CME) is one of the main source of the hazard space weather events, such as geomagnetic storms. In the previous study, there are large uncertainties in the determination of the interplanetary structures of CMEs due to the lack of unique criteria. Such uncertainty took large errors in the study of the interplanetary structures of CMEs. In this project, the possible interplanetary structures of CMEs will be carefully traced back to the Sun using the STEREO observations to find their possible solar source. After that, all these structures will be divided in to different groups: one is correspond with CMEs and another one is not corresponded with CMEs. Using these results, the criteria which could be used to find the interplanetary structure of CMEs will be obtained based on the analysis of the properties of these two groups. Meanwhile, the propagation of the Earth arrival CMEs in corona and interplanetary space will be studied based on the STEREO observations. At last, using the criteria we obtained, a catlogue covering large period from 1995 to 2016 (or later) will be established. Using this catalogue, the space weather effect and the solar cycle variation of interplanetary structures of CMEs will be discussed. The finish of this project will give us a clear criteria of interplanetary structures of CMEs. Meanwhile, we can further understand the properties, solar source and the interplanetary propagation of the Earth arrival CMEs. The main contents of this projects are: (1) Find out the criteria to determine the interplanetary structures of CMEs; (2) Study the propagation of the CMEs in the corona and interplanetary space; (3) Study the space weather effect and solar cycle variation of interplanetary structures of CMEs.

日冕物质抛射（CME）行星际结构是地磁暴等灾害性空间天气事件的主要驱动源。在现有的研究中，由于行星际结构的复杂性和判据的的不确定性，CME行星际结构的认证存在较大的误差，这给后续的研究带来了显著影响。 本课题拟利用STEREO卫星观测数据，结合理论分析等，对大样本的、可能对应CME的行星际结构的太阳源及其传播过程进行追踪，找出与CME确定对应的行星际结构，寻找CME行星际结构的准确判据，分析到达地球的CME在日冕和行星际空间中的传播特征、空间天气效应以太阳周演化等。本项目的研究将给出准确的CME行星际结构观测判据，并加深对其观测特征和传输过程的了解。项目主要研究内容为：（1）判断行星际结构的太阳源是否为CME，获得CME行星际结构观测判据；（2）研究到达地球的CME在日冕和行星际中的传播规律;（3） 建立长时间尺度的CME行星际结构列表，分析其空间天气效应及其随太阳周变化。

日冕物质抛射行星际结构是地磁暴等灾害性空间天气事件的主要驱动源。日冕物质抛射行星际结构的太阳源及其在日冕和行星际中传播过程是研究日冕物质抛射对地有效性的关键问题之一。但是在现有的研究中，由于行星际空间传播过程中观测的缺乏，地球附近观测 ICME 与太阳附近观测的日冕物质抛射的对应可能存在较大的误差，这给后续的研究带来了显著影响。 本课题利用STEREO卫星观测数据，结合理论分析等，分析了到达地球的CME在日冕和行星际空间中的传播特征及空间天气效应等。项目主要研究成果包括：（1）对激波-行星际日冕物质抛射复杂事件的地磁效应进行了个例分析和统计研究，首次从观测上定量给出了激波压缩行星际日冕物质抛射增强地磁效应的幅度；（2）对找不到太阳源的行星际日冕物质抛射的一种成因进行了分析，发现本身亮度较低和遮挡效应可能是其中一个因素；（3）利用日冕物质抛射在日球层成像仪中呈现的双前沿结构，分析了日冕物质抛射的传播演化过程；（4）建立了行星际南向磁场分量预报模型；（5）建立了金星附近的行星际快激波列表，并基于列表分析了多星联合观测的日冕物质抛射复杂结构的形成和演化过程。