日冕物质抛射源区特性及其三维重构的研究

We study the source region properties and 3-dimensional reconstruction of coronal mass ejections and try to build an empirical forecasting model of coronal mass ejections. In order to characterize the source regions of coronal mass ejections, we extract parameters from photospheric magnetic field, background magneic field and coronal differential emmission measure, respectively. The relationships among these parameters are analyzed. Furthermore, the 3-dimensional structure of coronal mass ejections is reconstructed by polarization technology with multi-angle observations of coronal mass ejections, and then we can obtain more ture properties of cornal mass ejections. Finally, the forecasting model of coronal mass ejections is built by the multi-instance learning method, and the performance of the forecasting model is evaluated. The research on this project is important for understanding the properties of coronal mass ejections and establishing the practical forecasting model of coronal mass ejections.

本项目研究日冕物质抛射的源区特性及其三维重构方法，并尝试建立日冕物质抛射的经验预报模型。为了全面地刻画日冕物质抛射的源区特性，我们利用太阳光球磁场测量估计日冕物质抛射源区的能量累积特性，利用外推的日冕磁场数据刻画源区的背景磁场状态，通过微分辐射度量（DEM）技术，确定日冕物质抛射源区的温度和密度分布，最终形成日冕物质抛射源区的综合刻画指标。利用多视角观测的白光偏振数据对日冕物质抛射进行三维重构，在此基础上计算日冕物质抛射的质量、速度、偏转方向等特征，以便更加客观地刻画日冕物质抛射的性质。分析日冕物质抛射及其源区特性间的关系，使用机器学习中的多示例学习方法，建立日冕物质抛射经验预报模型，并对预报模型的性能做出评价。该项目的研究对于理解日冕物质抛射及其源区的特性，建立实用的日冕物质抛射预报模型具有重要的理论和实用价值。

本项目主要研究日冕物质抛射三维重构及其源区物理特性，在此基础上建立日冕物质抛射的经验预报模型。在项目执行过程中，我们从太阳活动区磁场观测图像中提取了用于识别活动区是否产生耀斑的物理量和用于判断产生的耀斑是否伴随日冕物质抛射的物理参量，形成了太阳活动区活动性的综合刻画指标。详细分析了单视角下日冕物质抛射三维重构的不确定性，并利用日冕物质抛射三维重构结果改进日冕物质抛射质量计算方法。以此为基础，利用机器学习方法从大量观测数据中自动建立太阳耀斑和日冕物质抛射的经验预报模型。上述工作加深了对太阳活动区活动性的认识，得到了更加真实的日冕物质抛射特征参量，建立了实用的太阳耀斑和日面物质抛射经验预报模型，为空间天气灾害的预报提供重要的源头信息。