中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZZD-EW-01-4)
- 作品数：5 被引量：42H指数：3
- 相关作者：冯学尚左平兵沈芳赵新华钟鼎坤更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院大学中国科学院国家空间科学中心更多>>
- 发文基金：中国科学院知识创新工程重要方向项目国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球更多>>
- 行星际太阳风暴的数值模拟研究被引量：10
- 2013年
- 太阳风暴经过地球时,地球空间环境会产生整体剧烈的灾害性变化.行星际空间是太阳风暴吹袭地球空间的必经传输通道,是了解日地系统空间天气整体变化过程的重要纽带.如何减轻或避免太阳风暴所造成的损失是人类高科技时代所面临的重大前沿课题.基于物理的以强大计算能力为基础的太阳风暴日冕行星际过程三维数值研究,不仅具有了解太阳风暴在行星际空间传播的动力学过程的科学意义,还具有预测太阳风暴吹到地球的时间、强度和可能引起的地球空间天气效应方面的现实意义.目前基于MHD方程数值研究行星际太阳风暴的工作已经从初期的定性原理性理论研究过渡到定量的系统性研究具体事件和数值预报试预报阶段.现有基于物理的三维数值预报模型主要有:美国空间环境建模中心(CSEM)开发的空间天气模型架构(SWMF)、美国集成空间天气建模中心(CISM)开发的日冕和日球层模型(CORHEL)和我国空间天气学国家重点实验室SIGMA研究小组开发的太阳行星际守恒元解元(SIP-CESE)三维太阳风模型.本文将概述现有基于物理的主要三维数值预报模型的算法特点及其研究成果,评述行星际太阳风暴的数值模拟研究在今后工作中的努力方向.
- 冯学尚向长青钟鼎坤
- 基于MHD模拟的太阳高能粒子(SEP)模式研究
- <正>太阳高能粒子(SEP)事件是一类重要的空间天气灾害性事件,其数值预报研究在空间天气预报研究中占有很重要的地位。SEP事件主要包括三种类型:与太阳耀斑爆发相关联的脉冲型事件,与日冕物质抛射驱动的激波相关联的缓变型事件...
- 魏稳稳沈芳左平兵冯学尚
- 文献传递
- 基于磁流体力学模拟的太阳高能粒子物理模式研究进展被引量：3
- 2015年
- 太阳高能粒子(SEP)事件是一类重要的空间天气灾害性事件,其数值预报研究在空间天气预报研究中占有很重要的地位。SEP事件主要包括3种类型:与太阳耀斑爆发相关联的脉冲型事件,与日冕物质抛射驱动的激波相关联的缓变型事件,以及同时具有缓变型和脉冲型事件特征的混合型事件。其中,缓变型SEP事件持续时间较长并且高能粒子强度较大,对这类事件的模拟是当前研究的难点。目前针对缓变型SEP事件的模拟工作业已发展了多个理论和数值模型。每个模型都对SEP加速和传播的复杂过程作了基本的假设,这些模型的模拟结果能够部分重现观测到的SEP事件特征。而若要提高预报SEP事件的能力,则需要将描述三维日冕物质抛射驱动的激波模型与描述高能粒子在行星际空间中的加速和传输的模型耦合起来,建立基于接近真实的SEP加速和传播的三维太阳风背景模拟及以激波参数为输入的SEP模型。主要回顾了缓变型SEP事件中粒子的加速和传输方面的研究进展,以及可用于获取CME激波传播参数的磁流体力学太阳风模型研究现状;综述了缓变型SEP事件的激波一粒子模型(shock-and-particle model);最后对未来工作进行了讨论和展望。
- 魏稳稳沈芳左平兵
- 关键词：太阳高能粒子激波
- 太阳高能粒子(SEP)传播数值模拟中的太阳风背景场研究被引量：2
- 2016年
- 太阳高能粒子(SEP)事件是一类重要的空间天气灾害性事件,如能准确预报SEP事件,人们便可以采取必要的防护措施,保障卫星、星载设备以及航天员的安全,尽可能地降低经济损失.因此,其数值预报研究在空间天气预报研究中占有很重要的地位.SEP事件中的高能粒子在不同的时间尺度内被耀斑过程或者CME驱动的激波加速,并且在被扰动后的行星际太阳风中传输,这些过程都紧紧依赖于太阳风背景场.因此获取更加接近物理真实的太阳风背景场是模拟SEP事件的重要部分,也是提高SEP物理模式的关键因素之一.我们目前的工作基于张明等发展的SEP在行星际空间传播的模型,尝试将Parker太阳风速度解及WIND飞船观测的磁场实时数据融入模型中,研究不同的太阳风速度以及真实磁场分布对SEP在行星际空间中传播的影响.通过求解聚焦传输方程,我们的模拟结果表明:(1)快太阳风条件下,绝热冷却效应项发挥了更大的作用,使粒子能量衰减的更快,而慢太阳风对粒子的通量变化没有显著影响;(2)加入观测的磁场数据时,粒子的全向通量剖面发生了比较明显的变化,具体表现在:通量峰值推迟到达、出现多峰结构、各向异性也发生一些改变.分析表明真实磁场的极性对粒子在行星际空间中传播有着重要的影响.
- 魏稳稳沈芳左平兵秦刚杨子才
- 关键词：太阳高能粒子磁场太阳风
- 球坐标系六片网格下三维定态行星际太阳风模拟被引量：3
- 2014年
- 采用二阶MacCormack差分格式,利用稳态的磁流体(MHD)方程组在球坐标系六片网格下模拟研究了行星际太阳风.六片网格系统能有效避免极区奇性和网格收敛性.迭代按径向方向推进求解,很大程度上减少了计算量,节约了计算时间.内边界条件根据太阳与行星际观测确定,比较测试了5种内边界条件,模拟给出了1922卡林顿周的背景太阳风结构.几种内边界条件所得模拟结果与行星际观测基本吻合.太阳风速度采用McGregor等的经验公式给出,磁场由水平电流片(HCCS)模型得到,密度和温度分别根据动量守恒和气压守恒得到,研究表明采用这样的边界条件模拟结果最佳.
- 张嫚周玉芬
- 关键词：MHD方程组
- 太阳活动与地球表面温度变化的周期性和相关性被引量：27
- 2014年
- 基于太阳黑子历史数据、太阳总辐照（TSI）重构数据和实测地球表面平均温度数据（全球、陆地、海洋），利用小波分析和交叉相关分析等方法，考察了太阳活动和地表温度变化在数百年时间尺度上的周期性及相关性．主要结果有：（1）在所考察的时间范围内，太阳活动（包括黑子和太阳总辐照）存在4个置信度高于95％（白噪声）的主周期变化，分别为11a周期、50a周期、世纪周期和双世纪周期，全球温度存在64．3a的主周期变化，接近太阳活动的50a周期；（2）太阳活动与全球温度变化具有22，50a的显著共振周期；（3）太阳活动与地表温度长期变化的相关性高于其短期变化的相关性，以黑子为例，它与地表温度年均值的相关系数为0．31—0．35，11a滑动平均值相关系数为0．58—0．70，22a滑动平均值相关系数为0．64—0．78，太阳总辐照与地表温度的相关性高于黑子与地表温度的相关性；（4）太阳活动在近100年里有明显增强，它与全球温度（包括陆地、海洋）近100年的升温是一致的，太阳活动与海洋温度的相关性略高于太阳活动与陆地温度的相关性．这些结果表明，太阳活动在百年时间尺度上对于地表温度的变化具有不可忽略的影响．
- 赵新华冯学尚
- 关键词：太阳活动全球变化小波分析
