太阳爆发中磁绳的初始形成和演化过程研究

Solar eruptions are the main drivers of disastrous space weather events, and magnetic flux rope is believed to be the key structure in solar eruptions. It is hence crucial to study the formation and early evolution of flux ropes, which can not only help us understand the initiation process and physical mechanism of solar eruptions, but also provide theoretical bases for the space weather forecasting. In this project, we propose to study the formation and early dynamics of flux ropes by recent high-resolution observations. We will investigate in detail the early dynamics of flux ropes in solar eruptions, to learn when and how they are formed. We will study the energy release process associated with the formation and early evolution of flux ropes, and discuss the corresponding heating and cooling mechanism. Studying the physical mechanism of flux rope formation in the early stage, we will have a deeper understanding of the initiation process of solar eruptions.

太阳大尺度爆发活动是空间灾害性天气的主要驱动源，而磁通量绳是太阳爆发中的核心结构。研究磁绳结构在太阳大气中的形成过程和早期演化，有助于深入理解太阳爆发活动的起始过程和物理机制，为空间天气预报提供可靠的凭据。本项目拟采用观测研究的方法，结合理论模型分析，研究磁绳在太阳爆发中的初始形成和动力学演化过程，探索磁绳形成的时机和物理条件；研究磁绳形成和演化伴随的能量释放过程，分析磁绳的加热和冷却机制，探索磁绳形成的物理机制，深入理解太阳爆发活动的初始演化过程。

太阳耀斑、日珥/暗条爆发和日冕物质抛射等大尺度太阳爆发活动是影响近地空间环境的灾害性空间天气事件的主要驱动源。具有螺旋磁力线缠绕形态的磁通量绳结构被普遍认为是太阳爆发的核心和关键磁场结构，但它的具体形成过程和物理机制以及在爆发过程中的演化尚不完全清楚。本项目主要采用观测研究的方法，结合理论模型分析，研究磁通量绳结构在太阳爆发中的初始形成和动力学演化过程，深化对日冕磁绳的物理性质以及相关物理过程的理解。项目通过研究和分析对太阳大气等离子体的高分辨率、多波段、多角度的成像资料，结合研究太阳光球矢量磁场以及基于此推出的日冕三维磁场，综合探索磁绳的形成和爆发相关物理过程，取得了一系列原创性研究成果：研究揭示了爆发前磁绳结构的形成细节和物理机制，提出了爆发磁绳加速与不同阶段爆发能量过程的耦合，揭示了多层爆发中磁绳结构的撕裂机制和复杂系统，探索了磁绳在耀斑剧烈爆发过程中的重组演化。项目研究揭示了日冕中复杂的三维磁场重联在太阳爆发的形成和演化中的重要作用，推进了对太阳活动的物理机制和演化规律的深入理解。