CME活动周统计特征研究

论文摘要

日冕物质抛射(CME)是大尺度的等离子体和磁场爆发，被认为是引起中等到强烈地磁暴的行星际扰动的主要来源。所以对CME的研究是和空间环境直接相关的重要课题，是近年来太阳物理中一个较为活跃的研究领域。尤其是SOHO／LASCO 1996年以来已经观测到了一万多个CME事件，这为CME事件的统计研究提供了空前的机会。本文对CME事件的统计特征的研究均基于SOHO／LASCO的观测数据。作者的工作主要有：1、分析高低纬CME和黑子数的相位关系，发现高低纬CME都和黑子数同相位；分析CME一个活动周内在日面上的纬度分布发现没有像蝴蝶图那样的纬度迁移。因此我们猜测CME和活动区尺度的活动存在区别。我们知道，黑子是活动区尺度的太阳活动，而CME事件是大尺度的太阳活动，所以猜想不管是黑子还是CME事件都是相应尺度磁场扰动的表现，也就是说，以上结果可能支持CME和大尺度源区磁场结构有关的结论。2、分析高低纬CME的速度分布发现高低纬速度分布都可以用对数正态分布很好的拟合，并且高低纬速度分布拟合曲线几乎重合，说明相同的非线性驱动机制在对高低纬CME起作用，我们知道太阳高低纬活动区尺度磁场的特点是明显不同的，所以这个结果也应该支持CME和大尺度源区磁场结构有关的结论。但是从统计上来看，如果我们分别把高纬和低纬CME事件看作一个整体，高纬CME事件的速度要比低纬CME事件的速度低。在高纬加速和减速CME的速度分布的对数正态拟合曲线和相应的在低纬加速和减速CME的速度分布的对数正态拟合曲线也有着相似的分布。也就是说在把所有CME事件分为高纬和低纬的情况下，得到的结果仍然是加速和减速CME事件源区没有物理上的差别加强了Yurchyshyn等人的结果。3、分析了23周，从1996年9月到2006年6月，CME的纬度和速度分布。在整个活动周内CME发生在所有的纬度范围内，在低纬CME发生的比较频繁，随着纬度的升高CME发生的越来越稀少，这和黑子的纬度分布特点不同。这个结论可能支持CME和大尺度磁场结构有关的结论，甚至是和跨赤道的大尺度磁场结构有关的结论。把CME分为发生在南半球的和北半球的，分别分析其纬度分布规律。从统计上来说，发生在南北半球的CME事件的纬度分布规律是一致的。分析南北半球CME事件个数，发现南半球占优势，证认了Atac和Ozguc的预测结果和李可军等人的关于太阳活动的长期时间特征尺度—12个太阳活动周—的预测。分析了发生在南北半球的CME事件的速度分布，两个分布都可以用对数正态分布很好的拟合，并且两条拟合曲线几乎重合，说明相同的非线性驱动机制对南北半球的CME事件起作用。因此我们推断CME的南北半球不对称性可能与太阳内部发动机的不对称作用有关。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 序言
• 第一章 CME基本概述
• 1.1 CME的定义
• 1.2 CME的统计特征
• 1.2.1 CME的速度
• 1.2.2 CME的加速度
• 1.2.3 CME的张角
• 1.2.4 CME的纬度
• 1.2.5 CME的发生频率
• 1.2.6 CME的平均质量和能量
• 1.2.7 CME的温度和磁场
• 1.3 CME相关的太阳活动
• 1.3.1 CME与耀斑
• 1.3.2 CME与日珥/暗条爆发
• 1.4 CME的物理模型
• 1.5 CME的大尺度源区
• 1.6 CME研究未解决的问题
• 1.7 本文的目的和意义
• 第二章 CME的活动周行为
• 2.1 引言
• 2.1.1 高低纬太阳活动的相位关系研究
• 2.1.2 黑子在日面上的纬度迁移
• 2.2 高低纬CME与黑子活动的相位关系研究
• 2.3 23周中CME在日面上的纬度分布
• 2.4 总结和讨论
• 第三章 23周中高低纬CME的速度统计分布
• 3.1 CME的速度统计分布
• 3.2 23周中高低纬CME的速度分布
• 3.3 结论和讨论
• 第四章 23周中日冕物质抛射的纬度和速度分布
• 4.1 日冕物质抛射的纬度分布研究
• 4.2 23周中日冕物质抛射的纬度分布研究
• 4.3 23周中日冕物质抛射南北半球的速度分布研究
• 4.4 结论和讨论
• 结束语
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢