太阳活动区磁流绳重构及其在ICMEs来源证认中的应用

The identification of an interplanetary coronal mass ejection (ICME) source region generally depends on the observations of solar-terrestrial relations satellites. After the flux rope structure follows the CME into the solar-terrestrial space, it is commonly thought to be the major magnetic field configuration of interplanetary magnetic clouds. As the flux rope structure propagates through the interplanetary space with its orientation maintained, we can use this property to identify the correspondence between the CME of solar active region and ICMEs. This program uses the nonlinear force-free field extrapolation method based on a large-scale boundary condition in a spherical coordinate, with the in-situ and remoting observations from SDO, STEREO, WIND, ACE, MESSENGER, VEX, and MAVEN satellites, to research on the evolution of the flux rope in the active region during eruptions, and the possible trigger mechanisms of solar phenomena such as CME. Meanwhile, combing with interplanetary observations, we can further identify the origins of ICMEs. Thus, we can link the research on ICMEs and the CME of active region, and reveal the evolution of CMEs comprehensively.

行星际日冕物质抛射（ICME）的爆发来源通常是利用日地卫星的观测数据进行确认。磁流绳结构在随着CME传播到日地空间中后通常被认为是行星际磁云的主要磁场结构，根据磁场环向场旋转方向保持不变这一性质，可以通过磁流绳的螺旋性来进一步认证活动区CME与行星际CME的对应关系。本项目拟利用基于球坐标系下大尺度边界条件的非线性无力场外推方法，并联合SDO，STEREO，WIND，ACE，MESSENGER，VEX，MAVEN等卫星的局地以及遥测观测结果，对活动区的磁流绳结构在爆发期的演化过程，以及CME等太阳活动现象的触发机制进行研究。同时联合行星际的观测结果，进一步证认ICME的爆发来源，从而将ICME的研究与活动区CME的研究结合起来，全面系统地揭示CME演化的全过程。

行星际日冕物质抛射（ICME）的爆发来源通常是利用日地卫星的观测数据进行确认。磁流绳结构在随着CME传播到日地空间中后通常被认为是行星际磁云的主要磁场结构。通常情况下人们通过CME的发生时间以及对地响应时间来初步判断CME的对应关系，但对于某些CME单凭时间上的对应是不够的，我们根据日面磁场及极紫外等观测特征与行星际和1au处的观测进行比对，可以进一步证认活动区CME与行星际CME的对应关系。我们在太阳活动区磁流绳重构及其在ICMEs来源证认中的应用研究中取得多方面的进展，分别就光球弱磁场区磁流绳的演化，伴随连续强耀斑爆发CME的爆发源区演化，和发生旋转和非径向运动的CME，以及隐形CME等进行细致而全面的研究。我们的研究得到了从太阳源区到行星际空间CME的演化特征，研究表明：（1）活动区边沿弥散磁极，同样可以形成磁流绳结构且产生较强的地磁效应。（2）拥有强磁流浮现的活动区，其大部分的磁场非势性并不是由磁流浮现产生，而是来自于光球的水平运动，剪切和汇聚流受到磁流浮现的驱动而不断的产生，磁场的剪切运动和磁流浮现过程是耦合在一起的物理过程。（3）CME在日冕和行星际空间传播中可以发生非径向和旋转运动，从而改变CME的地磁效应。CME爆发源区磁流绳周围的低日冕磁场对磁流绳的旋转和传播方向的改变起到至关重要的作用。（4）研究表明第24活动周虽然很弱，但低纬冕洞和慢速CME经常发生，从冕洞产生的快速太阳风与慢速CME相互作用，可以导致增强的地磁效应。.以上几类CME都是CME源区证认工作中的极难部分，且该类CME产生对地响应又是较大的。因此围绕该类事件开展研究工作，解决了ICMEs来源证认研究中的难点，达到预期目标计划。