基于多颗卫星数据对日冕物质抛射日地因果数据链的研究

As a key driver of severe space weather, coronal mass ejections (CMEs) and their geoeffectiveness have been studied intensively. The magnetic field strength and the orientation of the CME flux rope, which directly affect the strength and duration of the interval of the south-component of the magnetic field, are important for determining its geoeffectiveness. In this project, we track the interplanetary structures of CMEs back with combined Extreme UltraViolet (EUV) and white-light data from the Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO), and establish the complete chain – from Sun to Earth – to better understand the dynamic evolution of the CME and its embedded magnetic field. We study the solar surface and atmosphere associated with the CME, using the Solar Dynamics Observatory (SDO) and ground-based instruments and analyze the relationship between the source magnetic fields and the ICME in-situ magnetic field. The CME deflections in the heliosphere will also be considered. This project could deepen the understanding of the evolution of the CME magnetic field and give more reliable observation to space weather prediction.

日冕物质抛射是太阳大气中剧烈的爆发现象，也是地磁暴的主要行星际源。日冕物质抛射到达地球后，其携带的南向磁场分量的强度是决定其能否产生地磁暴以及可能产生地磁暴的强度的关键参量。本课题拟利用日面磁场观测数据、太阳极紫外活动区数据、日冕物质抛射日冕仪、日球层成像仪的观测数据及相应的日地联系模型，对已建立的ICME列表的太阳源进行追踪，建立大样本日冕物质抛射日地因果链数据库。在此基础上，结合日冕物质抛射早期磁场拓扑位型，分析日冕物质抛射在太阳附近的特征参数与其到达地球后的特征参数的经验关系和影响因素。从而深入了解日冕物质抛射内部磁场演化过程，为建立预报日冕物质抛射的地磁效应的模型提供观测基础。

日冕物质抛射是太阳大气中剧烈的爆发现象，也是灾害性空间天气的主要行星际源。日冕物质抛射从太阳爆发，经过行星际传播到达地球后，其携带的南向磁场分量会与地球磁场发生重连引起地磁暴。强地磁暴会影响地球附近的航天器、电路传输系统、输油管道系统的安全和正常使用，可能引起卫星失灵、电力中断、石油管道传输中断等影响社会生产、生活的恶劣后果，对现代社会造成不可预估的损失。预报地磁暴的关键就是准确预报日冕物质抛射传播到达地球的时间和其南向磁场强度，这也是空间天气相关预报的基础。本课题利用日面磁场观测数据、极紫外活动区数据、SOHO卫星日冕仪观测数据、STEREO卫星的日冕仪和日球层成像仪观测数据，金星快车的局地观测数据、WIND卫星的局地观测数据及相应的日地联系模型，对日冕物质抛射在行星际空间中的传播演化过程进行研究，分析背景太阳风对日冕物质抛射形态结构及内部磁场的影响。通过建立大样本日冕物质抛射日地因果链数据库，结合金星快车和地球附近多点观测，对日冕物质抛射在行星际空间中的传播过程以及影响其南向磁场结构的因素进行了详细的研究和分析，建立日冕物质抛射预报模型，实现对日冕物质抛射到达地球的时间，磁场结构的准确预报。