磁云内局部高温现象研究

The lower proton temperature is one of the remarkable observational characteristics of magnetic clouds (MCs). However, a large number of observations show that MCs have frequently manifested local high-temperature phenomena. On the basis of spacecraft data, this project will give a further study on the local high-temperature phenomena within MCs by analyzing observed data, and combining the simulation. The main content of this project are: (1) study the relationship between the local high-temperature phenomena within MCs and the propagation processes of MCs; (2) study the producing physical environment of magnetic reconnection within MCs, and the process of heating protons by magnetic reconnection; (3) study the corresponding relation between the local high-temperature region and the shocks and other plasma waves. This project will be helpful for us to further understand MCs. At the same time, it is also helpful to understand the propagation and evolution of coronal mass ejections in interplanetary space.

较低的质子温度是磁云的显著观测特征之一，但大量的观测事实表明在磁云内部往往会出现局部高温现象。本项目以空间卫星实地探测资料为基础，通过分析、处理观测资料，结合数值模拟技术，深入研究磁云内局部高温现象的起因。主要研究内容是：(1)磁云内局部高温现象与其传播效应的关系；(2)磁云内部磁场重联发生的物理环境以及磁场重联加热质子的物理过程；(3)磁云内高温现象与其内部激波以及其它等离子体波动的关系。这对深入了解磁云具有直接的科学意义。同时，对深入了解日冕物质抛射在行星际空间的传播演化具有重要意义。

较低的质子温度是磁云的显著观测特征之一，但大量的观测事实表明在磁云内部往往会出现局部高温现象。本项目的研究内容是：(1)磁云内局部高温现象与其传播效应的关系；(2)磁云内部磁场重联发生的物理环境以及磁场重联加热质子的物理过程；(3)磁云内高温现象与其内部激波以及其它等离子体波动的关系。本项目的研究计划已经完成，主要结果为：（1）磁云内局部高温现象大部分是由磁云在日地空间传播过程其本身的非均匀膨胀引起，一部分是CME在太阳上爆发时由相关耀斑加热引起的，一小部分是耀斑加热和磁云自身非均匀膨胀共同作用的结果；（2）磁场重联在磁云内部的局部高温区的形成方面作用很小；（3）没有证据表明磁云内高温现象与其内部激波以及其它等离子体波动有直接因果关系。除了完成上述研究计划外，还在小尺度行星际磁通量绳内发现冷的日珥物质，为小尺度行星际磁通量绳起源于太阳提供直接观测证据；通过统计对比磁云和非磁云ICME内的双向超热电子束流特性，指出至少部分非磁云ICME具有固有的无序磁场，没有磁通量绳结构；发现不是所有的行星际磁场重联都是以准稳态方式运行，有的重联电流片可以快速的左右移动。这对深入了解磁云具有直接的科学意义。同时，对深入了解日冕物质抛射在行星际空间的传播演化具有重要意义。