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基于MHD数值模拟的行星际激波传播与预报研究

武昭  
【摘要】: 在行星际空间中传播的大尺度激波结构有两种,一种与日冕物质抛射(Coronal Mass Ejections, CME)有关,是当CME的抛射速度超过在太阳风中传播的快磁声波波速时激发的;另一种与行星际共转相互作用区(Corotating Interaction Region, CIR)有关,主要由太阳自转所导致的基本沿径向传播的低、高速太阳风流的相互作用而形成。利用二维磁流体力学方程PPM数值计算格式,本文分别针对这两种激波在行星际空间的传播过程进行了计算。 对于由CME驱动的行星际激波,我们将不同参数条件下的大量数值计算得到的MHD激波参数解编制成数据库,并据此构建了可用于CME激波预报的ForSPA模式。利用该模式,给定初始激波强度和所在位置等输入参数后,便可方便地获取激波在0.1-1AU之间,在子午面和赤道面时空位置上的物理特征。我们应用该模式对2002年8月至2006年12月之间的68次激波事件进行了试预报,并与相应的观测结果和其他模式的预报结果作了比较,发现预报效果较好。 在对共转相互作用区及伴随激波的初步研究中,我们主要分析了形成作用区的快慢太阳风的速度对共转激波形成高度的影响。通过参数研究,我们发现:1、低速太阳风的速度不变,则高速太阳风速度的越高,共转激波的形成高度越低;2、高低速太阳风的速度比值不变,则高低速太阳风的速度取值越大,共转激波的形成高度越高。


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