利用1AU处的卫星局地观测资料研究慢太阳风起源

The slow solar wind origin mechanisms and its source region are of great scientific and practical values. This project will survey the in-situ data obtained by multi-spacecraft around 1 AU to investigate the slow solar wind source regions and its origin mechanisms. Specifically, we analyze the typical solar wind structures including heliospheric plasma sheet (HPS), heliospheric current sheet (HCS), stream interface (SI). The coincidence of HCS and SI at 1 AU can reveal important information about how pseudostreamers and interchange reconnection contribute to the slow solar wind origin. The relative positions of HPSs and HCSs are helpful for studying the formation and evolution of HPSs. Suprathermal electrons around the SI are helpful for understanding the interactions between the fast and slow solar wind. Anomalous areas within the co-rotating interaction regions may help us to find out how the open magnetic field regions on the sun’s surface contribute to the slow solar wind. Our project will try to solve the following problems: 1. the statistical characteristics of the coincidence of HCS and SI; 2. the formation of the HPSs bordering the HCSs; 3. whether the change of the suprathermal electrons flux can be a criterion of the SI; 4. whether unshocked layers lead to counter-streaming suprathermal electrons rare presence near SI; 5. the contributions of the open magnetic field regions to the origin of slow solar wind.

研究慢太阳风的源区和形成机制等具有重要的应用价值和科学意义。本项目拟利用1AU分析多颗卫星的局地观测数据，通过广泛地研究日球层电流片（HCS）、日球层等离子体片（HPS）和流界面（SI）等慢太阳风中的重要结构，尝试探索慢太阳风的源区及形成机制等。HCS与SI的重合可以揭示伪冕流和交换重联是否对慢太阳风有贡献；分布在HCS一侧的HPS可以帮助理解HPS的形成机制及演化特征；SI附近超热电子可以探索快、慢太阳风的相互作用等；共转相互作用区内的异常区域可以探究开放磁力线区域对慢太阳风的贡献。本项目拟通过研究，解决如下几个科学问题：1. HCS与SI重合事件的统计规律；2.分布在HCS一侧的HPS是如何形成的；3.超热电子通量变化能否作为SI的判别标准；4. 非激波层能否导致双向流很少出现在SI附近；5.冕洞边界的开放磁力线区域是否是慢太阳风的源区。

慢太阳风的起源是空间物理学中一个存在了许久的问题。其源区位置， 起源和加速机制都存在着很多亟待解决的问题。解决这些问题能提太阳爆发的建模能力，提高空间天气的预报水平。 面上项目“利用1AU处的卫星局地观测资料研究慢太阳风起源”通过分析在地球附近的飞船观测到的太阳风数据来反推太阳风起源的物理过程以及传播规律。具体来说有三个方面的研究内容， 一是研究流边界和电流片重合发生的规律和起源，二是研究电流片的传播特性和一些小尺度的起伏，三是研究慢太阳风中的一些低密度区域。 这三个方向的研究都取得了重要的进展。..我们研究了流边界和电流片重合的事例，在多事例的研究中我们对不同类型的重合进行了分类， 并且利用类似于伪冕流的磁场结构结合磁场重联队不同的类型进行了解释。对电流片传播的研究有利于研究太阳风的传输规律， 我们在研究中发现了纬度差异对于电流片传播特性的影响。另外我们还对电流片的小尺度的起伏进行了研究。通过时间平移法将不同时间段观测到的电流片位置移动到同一时间对应的位置，然后利用叠加函数进行拟合。发现这种小起伏的周期和太阳风的速度呈现一定的相关性。 对于慢太阳风中的低密度区域，我们利用多颗卫星的联合观测确定这段太阳风很有可能起源于隐藏在闭合磁力线区域的小冕洞，因此具有与快太阳风类似的成分和温度等特征。另外这一段太阳风还有独立的磁场结构， 这一结果和帕克号飞船的最新观测到小冕洞出发的喷流高度一致，具体的联系还需要进一步研究。 ..项目按照计划完成了既定的科学目标的研究工作， 取得了一些进展，在国际刊物上发表了6篇论文，推动了慢太阳风起源的研究工作。.在人才培养方面，培养了3名博士生， 2名已经毕业，其中黄佳博士在美国继续太阳风方面的研究工作。 同时还开展了一系列的国际合作，和美国欧洲等著名实验室的专家开展了系列交流，项目组成员多次参加了国际会议比如AGU，ＥＧＵ等。项目的经费也按照规定完成执行。