本文關(guān)鍵詞：近地太陽風(fēng)性質(zhì)的源區(qū)依賴及其隨太陽活動(dòng)的演化　出處：《山東大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：太陽風(fēng)是來自太陽的等離子體流,是影響近地空間環(huán)境的重要媒介之一。自1962年宇宙飛船"水手2號(hào)"發(fā)現(xiàn)太陽風(fēng)之后,太陽風(fēng)的來源、初始太陽風(fēng)的加熱和加速機(jī)制總是被太陽物理和空間科學(xué)領(lǐng)域所討論。通常將太陽風(fēng)分為高低速兩類,但是并不能單單憑借速度來描述太陽風(fēng)。在寧靜區(qū)、活動(dòng)區(qū)和冕洞區(qū)等存在的大尺度日冕結(jié)構(gòu),他們的等離子體的性質(zhì)和磁場(chǎng)的位型有著明顯的區(qū)別,而上述差異對(duì)不同來源的太陽風(fēng)會(huì)產(chǎn)生何種影響是值得研究的問題。本文主要致力于把近地獲得的太陽風(fēng)特性與其源區(qū)類型結(jié)合起來,研究其特性的源區(qū)依賴及其隨其活動(dòng)的演化特征。該工作可以為不同的太陽風(fēng)模型提供檢驗(yàn)和約束,增進(jìn)對(duì)太陽風(fēng)來源及初始太陽風(fēng)的加熱和加速機(jī)制這一重要問題的理解。我們使用標(biāo)準(zhǔn)的"兩步法"(Neugebauer et al.1998,2002),借助于PFSS(Potential Field Source Surface)磁場(chǎng)模型將局地探測(cè)的太陽風(fēng)回溯到太陽表面。然后結(jié)合太陽極紫外圖像和光球磁場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)將足點(diǎn)所處區(qū)域分為冕洞區(qū)、活動(dòng)區(qū)和寧靜區(qū)三類(用ch、ar、qs表示)(Fu et al.2015),由此將太陽風(fēng)劃為冕洞風(fēng)、活動(dòng)風(fēng)和寧靜風(fēng)。在上述工作的基礎(chǔ)上,本文主要在兩個(gè)方面開展工作,一是分源區(qū)對(duì)第22/23和23/24兩個(gè)太陽活動(dòng)極小期近地太陽風(fēng)的性質(zhì)進(jìn)行了對(duì)比;二是分三個(gè)階段對(duì)第23太陽活動(dòng)周太陽風(fēng)性質(zhì)與源區(qū)類型的之間的聯(lián)系進(jìn)行了研究。已有的研究表明第23/24太陽活動(dòng)極小期是一個(gè)特殊的極小期,此時(shí)太陽黑子數(shù)目和極區(qū)磁通量均明顯小于最近的幾個(gè)極小期(Giuliana et al.2009)。Ulysses衛(wèi)星的觀測(cè)表明,第23/24極小期高緯度太陽風(fēng)性質(zhì)與22/23極小期存在顯著的差異,第22/23太陽活動(dòng)極小期高緯度太陽風(fēng)速度、密度、動(dòng)壓均顯著的大于第23/24太陽活動(dòng)周的極小期。我們分源區(qū)對(duì)黃道面太陽風(fēng)的研究發(fā)現(xiàn),兩個(gè)極小期參數(shù)的對(duì)比與極區(qū)存在差異。第23/24極小期冕洞區(qū)、寧靜區(qū)和活動(dòng)區(qū)的太陽風(fēng)速度均顯著大于第22/23極小期,在23/24太陽活動(dòng)極小期三類太陽風(fēng)平均速度分別為 524±109km/s、427±112km/s 和 459±110km/s,而在 22/23太陽活動(dòng)極小期期分別為393±66km/s、366土62km/s和378±47km/s。第23/24極小期近地太陽風(fēng)密度顯著的小于第22/23極小期,第23/24極小期三類太陽風(fēng)中平均密度分別為 5.0±4.3cm-3、2.7±3.2cm-3和 3.5±2.7cm-3,而 22/23 極小期為10.3±6.3cm-3、10.3±5.8cm-3和7.7±3.6cm-3。兩個(gè)極小期太陽風(fēng)中平均磁場(chǎng)相近,冕洞太陽風(fēng)平均磁場(chǎng)強(qiáng)度最高,較活動(dòng)區(qū)和寧靜區(qū)太陽風(fēng)高10%-20%。尤其值得注意的是,兩個(gè)階段其來源存在極大的差異,在第22/23太陽活動(dòng)極小期近地太陽風(fēng)大部分冕洞區(qū),來自三大區(qū)域(ch、ar、qs)太陽風(fēng)的比例分別是50.3%,13.2和36.5%。而在第23/24活動(dòng)極小期近地風(fēng)大部分來源于寧靜區(qū),其比例達(dá)到69.5%,此時(shí)來自其它兩大區(qū)域(ch、ar)的近地風(fēng)比例分別是15.9%和14.6%。上述結(jié)果表明三類源區(qū)的近地太陽風(fēng)性質(zhì)在第22/23和23/24太陽活動(dòng)極小期均存在顯著的差異。在第22活動(dòng)周的極小期有一半以上近地風(fēng)來自冕洞區(qū)域,而第23活動(dòng)周來自寧靜區(qū)的風(fēng)占很大比重(69.5%)。我們認(rèn)為這與第23太陽活動(dòng)周太陽表面磁場(chǎng)整體較弱,導(dǎo)致太陽大尺度磁場(chǎng)位型在兩個(gè)太陽活動(dòng)極小期存在顯著的差異有關(guān)。通過分析第23太陽活動(dòng)周太陽風(fēng)性質(zhì)與源區(qū)類型的關(guān)系,我們發(fā)現(xiàn)不同源區(qū)太陽風(fēng)速度、07+/06+和Fe/0的分布存在顯著的差異,但是它們分布的區(qū)間有有很大一部分是重合的,所以如果僅憑近地太陽風(fēng)中速度、07+/06+和Fe/0等參數(shù)是無法對(duì)太陽風(fēng)進(jìn)行很好的判別。冕洞風(fēng)的風(fēng)速有著雙峰分布的現(xiàn)象,其中高速風(fēng)的峰值和低速風(fēng)的峰值分別為600km/s和400km/s左右,而這兩部分風(fēng)即高速風(fēng)和低速風(fēng)可能來自冕洞的邊緣和中心區(qū)域。三類太陽風(fēng)中,其速度和07+/06+都存在反比關(guān)系。Fe/0 一般反映低第一電離勢(shì)的效應(yīng),而它的分布一般有四個(gè)特征:冕洞風(fēng)Fe/0的均值明顯比活動(dòng)區(qū)風(fēng)小;隨著風(fēng)速的增加,Fe/0的分布范圍和平均值會(huì)隨之減小;活動(dòng)區(qū)風(fēng)中Fe/0的分布范圍(0.06-0.40,對(duì)應(yīng)的FIP bias為1-7)較冕洞區(qū)(0.06-0.20,對(duì)應(yīng)的FIP bias為1-3)大;在這些太陽風(fēng)中它們的Fe/0的最小是基本都是0.06,FIP bias大約為1,太陽風(fēng)速度變化時(shí),并不隨之改變。以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),不同源區(qū)初始太陽風(fēng)加速加熱機(jī)制十分相似,而不同源區(qū)太陽風(fēng)性質(zhì)存在差異可能主要由于不同源區(qū)磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)位型存在不同。
[Abstract]:The solar wind plasma streaming from the sun, is one of the important media of the space environment. Since 1962, the spacecraft "seaman No. 2" found in the solar wind, the source of the solar wind, the heating of the solar wind and the initial acceleration mechanism is solar physics and space science field are discussed. The solar wind will usually be divided into high speed two class, but not solely relies on speed to describe the solar wind. In the quiet zone of the large-scale structure activity area and coronal hole area, a type of plasma and magnetic properties of them have obvious difference, and the difference of different sources of solar wind will produce what kind of influence is worthy of study. This paper mainly focuses on the characteristics and types of the source region of the solar wind near get together, the evolution characteristics of source region depend on its characteristics and its activities. The work can be different The solar wind model to provide inspection and restraint, promote the heating of the solar wind and the initial source of the solar wind and the important issue of the accelerating mechanism of understanding. The two step we use the standard "(Neugebauer et al.19982002), with the help of PFSS (Potential Field Source Surface) magnetic field model will detect local solar wind back to the sun the surface. Then combined with the solar extreme ultraviolet image and photospheric magnetic field observation data of the foot point area is divided into coronal hole area, activity area and quiet area three (CH, AR, QS) (Fu et al.2015), which will be designated as the coronal hole in the solar wind wind, wind and calm wind activity. Based on the above work, this paper focuses on two aspects, one is the comparative nature of the source region of the 22/23 and 23/24 of the two solar minimum near the solar wind; the two is divided into three stages on the twenty-third week of solar activity and solar wind properties The study was conducted between the source region of the contact type. Studies have shown that the 23/24 solar minimum is a special minimum, the number of sunspots and polar flux were obviously lower than the minimum period of several recent (Giuliana et al.2009) showed that the.Ulysses satellite observation, there are significant differences between the 23/24 minimum high latitude solar wind properties and 22/23 minimum, the 22/23 solar minimum high latitude solar wind velocity, density, dynamic pressure is significantly greater than the minimum 23/24 of the solar cycle. We divide the source region on the ecliptic solar wind, are compared with the polar two minimum parameter differences. The 23/24 minimum coronal hole area, the speed of the solar wind quiet area and activity area were significantly higher than the 22/23 minimum, 23/24 solar minimum three solar wind velocity were 524 + 109km/s, 427 + 112km /s and 459 + 110km/s, and 22/23 in the solar minimum period was 393 + 66km/s, 366 + 47km/s. and 378 62km/s soil 23/24 near minimum solar wind density is significantly less than the 22/23 minimum, the minimum is three 23/24 in the solar wind average density was 5 + 4.3cm-3,2.7 + 3.2cm-3 and 3.5 + 2.7cm-3, 22/23 and the minimum was 10.3 + 6.3cm-3,10.3 + 5.8cm-3 and 7.7 + 3.6cm-3. two minimum average solar wind magnetic field is similar to that of the average magnetic field strength of coronal hole solar wind is the highest, activity area and quiet region of the solar wind with high 10%-20%. in particular, there is a great difference between the two stages in the source. 22/23 solar minimum near the solar wind most of coronal hole region, from three regions (CH, AR, QS) of the solar wind ratio were 50.3%, 13.2 and 36.5%. in the 23/24 minimum wind comes mostly from the quiet zone, the ratio of Cases reached 69.5%, this time from the other two regions (CH, AR) of the near ground wind ratio were 15.9% and 14.6%. the results show that near the solar wind properties of three kinds of source areas there were significant differences in the 22/23 and 23/24 solar minimum. At minimum twenty-second week more than a half wind from the coronal hole region, while the twenty-third week from the quiet region of wind accounted for a large proportion (69.5%). We think this and Zhou Taiyang twenty-third solar surface magnetic field is weak, resulting in large scale solar magnetic fields are related to the existence of significant differences in the two solar minimum. By analyzing the relationship between solar cycle twenty-third solar wind properties the type and source region, we find that the homologous region of the solar wind speed, there are significant differences in the distribution of 07+/06+ and Fe/0, but they have the distribution of the interval is overlapped, so if only near The solar wind velocity, 07+/06+ and Fe/0 parameters is not very good judgement on the solar wind. The wind velocity of coronal holes with the Shuangfeng distribution phenomenon, in which the peak high wind speed and low speed wind peak are respectively 600km/s and 400km/s, and the two part is the wind and the wind speed low speed wind and possible edge from the central region of the coronal hole. Three types of solar wind, its speed and 07+/06+ are inversely related to.Fe/0 generally reflect the effect of low first ionization potential, while its distribution generally has four characteristics: the mean wind is more obvious than Fe/0 coronal hole area of small wind; with the increase of wind speed, and the distribution range of Fe/0 the average value decreases; the wind activity distribution range of Fe/0 (0.06-0.40 FIP bias 1-7, corresponding to a coronal hole region (0.06-0.20), the FIP bias corresponding to 1-3); in the solar wind in their Fe/0 is the basic minimum is 0.06 FIP, about bias 1, the wind speed changes in the sun, is not changed. The results can be found, no homology initial heating mechanism of the solar wind acceleration is very similar, but not the homologous region of solar wind properties are different due to different source regions may be the main magnetic field strength and magnetic field are not the same type.

【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P353.8

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本文編號(hào)：1386629