太阳日冕三维结构的多卫星分析

太阳日冕作为太阳的最外层大气，其高温之谜及其对地球的影响一直是太阳物理研究的热点。随着一批高性能卫星STEREO、Hinode、SDO的发射，大量的观测数据不断涌现，为我们分析太阳日冕中的结构及活动提供了大量的资料。本项目将以三维结构为基础，结合其他观测资料和理论模型来研究太阳日冕中的各种现象特征。主要内容包括：（1）完善日冕中如冕环、极羽等结构的自动识别程序，用以从SDO、STEREO等卫星产生的海量图像数据中快速提取有效信息； （2）将已有的三维重建技术从原来的STEREO的两颗卫星，增加到SDO第三颗卫星，利用自动识别出的结构来获取它们的三维结构；（3）结合谱线分析、数值模拟、.磁场外推来研究日冕中的各类现象，重点集中在冕环振荡、冕环加热、活动区能量存储、极区喷流的形成和传播、极区冕羽对太阳风的贡献等等。

日冕物质抛射（CME）是引起地球上大的地磁暴的主要原因。为了能够更准确的预测其到达地球的时间，我们希望能够获得CME去除投影效应后的三维方向、形态和速度。利用STEREO和SOHO三颗卫星的数据完成了CME三维重构的程序开发与验证，并与国际上已有程序的进行了比较。基于CME的三维参数，结合另一重要的太阳爆发现象耀斑的分析和非线性无力场外推，我们系统的研究了活动区的能量释放情况。除了CME的三维重构，我们发展了自动识别极区冕羽的工具，计算了冕羽在极区的三维倾角和横截面，这为理解冕洞中快速太阳风是不是来源于冕羽提供了线索。在极区喷流（jet）的形成和传播方面，我们对其中的粒子动力学进行了详细研究，并由此推测了喷流的触发时间和高度，传播过程中的受力情况。在振荡研究方面，我们发现了一种非常有趣的由于冕流（streamer）自身的开尔文-亥姆霍兹不稳定性引起的振荡现象，这是首次被观测到。以上是本项目的主要研究结果，另外我们在耀斑的统计研究和太阳风与行星的相互作用方面也进行了一些探索。