冕洞与太阳风高速流关系的统计研究:到达时间、持续时间和峰值强度          下载免费PDF全文

卜萱  罗冰显  刘四清  龚建村  曹勇  王宏 《地球物理学报》2019,62(2):462-472

冕洞是太阳风高速流的源区.当冕洞出现在中低纬区域时,太阳风高速流会扫过地球并引发地球空间环境扰动,如地磁暴和高能电子暴等.在太阳活动周下降年和低年,这种类型的扰动占据主导地位.因此,冕洞高速流的到达时间、峰值时间、峰值强度和持续时间等,是空间天气预报的重要内容.本文基于2010年5月到2016年12月的SDO/AIA太阳极紫外图像以及1AU处ACE和WIND卫星的太阳风观测数据,确定了160个冕洞-太阳风高速流事件,定量计算了他们的特征参数,包括冕洞与太阳风高速流的开始时间、峰值时间、峰值强度和结束时间,分析了各个特征参数的分布规律,对冕洞-高速流之间的关系进行了统计研究,并提出了一种新的预报方法,为基于冕洞成像观测的太阳风高速流的精准预报提供了依据.  相似文献   

Meridional circulation from differential rotation in an adiabatically stratified solar/stellar convection zone     

M. Dikpati 《地球物理与天体物理流体动力学》2014,108(2):222-235

Meridional circulation in stellar convection zones is not generally well observed, but may be critical for the workings of MHD dynamos operating in these domains. Coriolis forces from differential rotation play a large role in determining what the meridional circulation is. Here, we consider the question of whether a stellar differential rotation that is constant on cylinders concentric with the rotation axis can drive a meridional circulation. Conventional wisdom says that it can not. Using two related forms of the governing equations that respectively estimate the longitudinal components of the curl of the meridional mass flux and the vorticity, we show that such differential rotation will drive a meridional flow. This is because to satisfy anelastic mass conservation, non-spherically symmetric pressure contours must be present for all differential rotations, not just ones that depart from constancy on cylinders concentric with the rotation axis. Therefore, the fluid is always baroclinic if differential rotation is present. This is because, in anelastic systems, the perturbation pressure must satisfy a Poisson type equation, as well as an equation of state and a thermodynamic equation. We support our qualitative reasoning with numerical examples, and show that meridional circulation is sensitive to the magnitude and form of departures from rotation constant on cylinders. The effect should be present in 3D global anelastic convection simulations, particularly those for which the differential rotation driven by global convection is nearly cylindrical in profile. For solar-like differential rotation, Coriolis forces generally drive a two-celled circulation in each hemisphere, with a second, reversed flow at high latitudes. For solar like turbulent viscosities, the meridional circulation produced by Coriolis forces is much larger than observed on the Sun. Therefore, there must be at least one additional force, probably a buoyancy force, which opposes the meridional flow to bring its amplitude down to observed values.  相似文献   

ASO-S卫星工程科学应用系统的数据库设计          下载免费PDF全文

葛蕴翊  黎辉  黄宇  李敬伟  雷仕俊  藏京京  苏杨  封莉  李友平  李瑛  徐遵磊  李翔 《天文学报》2020,61(4):46

先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory, ASO-S)卫星是我国首颗太阳观测卫星, 主要观测太阳耀斑和日冕物质抛射以及产生它们的磁场结构. ASO-S卫星的科学应用系统是科学卫星工程的6大系统之一, 它连接科学用户和卫星数据, 为将卫星的科学数据转化为科学成果提供保障. 科学应用系统的数据库是连接软件与海量数据的枢纽, 为科学数据生产和用户服务及运行提供数据层的支撑. 介绍了科学应用系统的数据库架构设计、数据库的选择以及数据库性能优化和表样例. 这里的数据库包括观测计划、工程参数、运维日志、科学数据、定标数据和特征事件识别等数据库. 这些数据库的建设将为ASO-S卫星工程科学应用系统的顺利运行提供数据支撑, 也可以为未来其他科学卫星类似数据库的搭建提供参考和借鉴.  相似文献   

火星电离层电子浓度昼夜变化特性研究          下载免费PDF全文

张学习  雷久侯  万卫星  钟嘉豪 《地球物理学报》2018,61(8):3113-3123

本文利用MAVEN卫星Langmuir Probe and Waves（LPW）仪器的在轨电子浓度探测数据，研究了火星电离层电子浓度随太阳天顶角（Solar Zenith Angle，SZA）的变化以及昼夜电子浓度变化的异同.基于2014年至2017年期间MAVEN的电子浓度数据，我们发现：在200 km以下，白天电离层电子浓度主要受光化学平衡控制，由于白天光电离过程使得昼夜电子浓度差异较大，此时电离层昼夜传输能影响到的最大范围约在SZA=110°；而在200 km以上，白天电离层受输运过程控制，此时昼夜电子浓度差别较小，电离层昼夜间电子浓度变化较为缓慢.通过研究MAVEN在deep-dip（低高度深入探测）期间的电子浓度数据，我们发现火星磁场会显著影响夜间200 km以下的电子浓度分布结构，强磁场中闭合磁力线对电子沉降过程的阻碍作用使得在夜间该区域的电子浓度小于相邻区域.同时，通过比较deep-dip期间昼夜电子浓度随高度的变化，发现夜间电子沉降作用的影响可能主要集中在160 km以下.  相似文献   

IPCC AR6报告解读：气候系统对太阳辐射干预响应     

曹龙 《气候变化研究进展》2021,17(6):671-684

IPCC第六次评估报告（AR6）第一工作组报告评估了太阳辐射干预（Solar radiation modification,SRM）对气候系统和碳循环的影响。在大幅度减排基础上,太阳辐射干预有潜力作为应对气候变化的备用措施。目前,对于太阳辐射干预气候影响的评估都是基于模式模拟结果。评估主要结论如下：太阳辐射干预可以在全球和区域尺度上抵消一部分温室气体增加造成的气候变化（高信度);但是太阳辐射干预无法在全球和区域尺度上完全抵消温室气体增加引起的气候变化（几乎确定);有可能通过适当的太阳辐射干预设计,同时实现多个温度变化减缓目标（中等信度);在高强度温室气体排放情景下,如果太阳辐射干预实施后突然终止,并且这种终止长时间持续,将会造成快速的气候变化（高信度);如果在减排和CO₂移除的情况下,太阳辐射干预的实施强度逐渐减小至零,将显著降低太阳辐射干预突然终止产生的快速气候变化风险（中等信度);太阳辐射干预会通过降温作用,促进陆地和海洋对大气CO₂的吸收（中等信度),但是太阳辐射干预无法缓解海洋酸化（高信度);太阳辐射干预对其他生物化学循环影响的不确定性大。由于对云-气溶胶-辐射过程的相互作用和微物理过程认知有限,目前对平流层气溶胶注入、海洋低云亮化、高层卷云变薄等太阳辐射干预方法的冷却潜力和气候效应的认知还有很大的不确定性。  相似文献   

太阳辐射管理地球工程对海洋酸化影响的模拟研究     

温作龙  姜玖  曹龙 《气候变化研究进展》2019,15(1):41-53

研究地球工程对海洋酸化的影响对于评估地球工程对全球气候和环境的影响有重要意义。文中使用中等复杂程度的地球系统模式,模拟了典型CO₂高排放情景RCP8.5下,实施太阳辐射管理地球工程对海洋表面的pH和文石（碳酸钙的一种亚稳形态）饱和度的影响,并定量分析了各环境因子对海洋酸化影响的机理。模拟结果表明,在RCP8.5情景下,到2100年,相对于工业革命前水平,全球海洋表面平均pH下降了0.43,文石饱和度下降了1.77。相对于RCP8.5情景,2100年地球工程情景下全球海洋表面平均pH增加了0.003,而文石饱和度降低了0.16。地球工程通过改变溶解无机碳、碱度、温度等环境因子影响海洋酸化。相对于RCP8.5情景,实施地球工程引起的溶解无机碳浓度的增加使pH和文石饱和度均减小,碱度的增加使pH和文石饱和度均增大,温度的降低使pH增大而使文石饱和度减小。总体而言,太阳辐射管理地球工程可以降低全球温度,但无法减缓海洋酸化。  相似文献   

地球接受太阳辐射能量变化对板块构造影响的估算          下载免费PDF全文

田嘉铖  季建清 《地质科学》2018,(4):1499-1512

板块构造理论可以被认为是构造地质学研究的基本模型和框架。传统板块构造理论认为岩石圈板块在软流圈上方随软流圈对流发生运动,软流圈对流所需要的能量则完全由地球内部能量,如重力势能和放射性衰变产生的热能提供。但是近年来的一些研究证明了气候变化会对板块构造活动,如造山带活动产生直接影响。对传统的板块构造所需能量全部由地球内部提供这一观点做出了补充和更新。本文主要从两个方面对外动力作用可能影响板块构造做出分析,一是利用傅里叶分析证明了太阳辐射变化在构造活动,如洋中脊两侧地貌和火山沉积物中均能够留下记录;二是建立了一个简单的平面力学模型,探究洋流同大陆的力学作用会如何影响大陆运动特征。虽然这一模型忽略了很多因素,定量计算的结果本身并不具有很严格的数据绝对意义。但是这一模型的结果可以证明地球所有板块构造活动中释放的能量低于地球系统每年从太阳辐射中接收的能量,而且模型得到的大陆运动特征同现今实际观测下的运动特征存在一致性,洋流向大陆岩石圈传递的能量同地震活动释放的能量处于同一量级,从侧面可以证明洋流可能对板块构造产生了较大的影响。  相似文献   

Twenty-five years of spectral UV-B measurements over Canada,Europe and Japan: Trends and effects from changes in ozone,aerosols, clouds,and surface reflectivity     

《Comptes Rendus Geoscience》2018,350(7):393-402

Spectral UV records of solar irradiance at stations over Europe, Canada, and Japan were used to study long-term trends at 307.5 nm for a 25-year period, from 1992 to 2016. Ground-based measurements of total ozone, as well as satellite measurements of the Aerosol Index, the Total Cloud Cover and the surface reflectivity were also used in order to attribute the estimated changes of the UV to the corresponding changes of these factors. The present study shows that over the Northern Hemisphere, the long-term changes in UV-B radiation reaching the Earth's surface vary significantly over different locations, and that the main drivers of these variations are changes in aerosols and total ozone. At high latitudes, part of the observed changes may also be attributed to changes in the surface reflectivity. Over Japan, the UV-B irradiance at 307.5 nm has increased significantly by ∼3%/decade during the past 25 years, possibly due to the corresponding significant decrease of its absorption by aerosols. It was found that the greatest part of this increase took place before the mid-2000s. The only European station, over which UV radiation increases significantly, is that of Thessaloniki, Greece. Analysis of the clear-sky irradiance for the particular station shows increasing irradiance at 307.5 nm by ∼3.5%/decade during the entire period of study, with an increasing rate of change during the last decade, possibly again due to the decreasing absorption by aerosols.  相似文献   

Multi-band Solar Full-disk Extreme Ultraviolet Imager     

PENG Ji-long  FENG Tao-jun  SHI En-tao  LI Lin  YU Qian  ZHANG Kai  NIE Xiang-yu  MA Zi-liang 《Chinese Astronomy and Astrophysics》2019,43(3):444-456

Solar Extreme Ultraviolet (EUV) imaging observation is an important measure for the researches of solar activities and coronal plasma physics. But the traditional EUV imager and spectrograph can hardly achieve simultaneously the high spectral resolution and wide field-of-view of solar imaging. This paper has designed a new type of solar EUV multi-band imager, by adopting a kind of slitless grating and grazing incidence structure, it can realize the solar full-disk imaging of high spectral and spatial resolution. The field-of-view of the imager can be as broad as 47′. The spectral resolution is 2×10^?3nm per pixel, and the spatial resolution is 1.4′ per pixel. The temporal resolution of the solar full-disk is better than 60 s. The analysis of the solar full-disk spectral image and system response shows that the imager can observe the morphological evolutions of various solar activities, and can provide more comprehensive data for the researches of solar physics and space weather forecast.  相似文献   

太阳风压力系数的研究          下载免费PDF全文

王明  吕建永  李刚 《地球物理学报》2014,57(11):3804-3811

利用全球磁流体力学(MHD)的模拟结果,研究了太阳风压力系数与上游太阳风参数和日下点磁层顶张角的相关性.在识别出日下点附近磁层顶位置后,通过拟合得到日下点附近的磁层顶张角.在考虑上游太阳风中的磁压和热压以及磁层顶外侧的太阳风动压的情况下,计算了太阳风压力系数.通过分析行星际磁场不同方向时太阳风动压在日地连线上与磁压和热压的转化关系,详细研究了太阳风参数和日下点磁层顶张角对太阳风压力系数的影响,得到以下相关结论:(1) 在北向行星际磁场较大(B_z≥5 nT)时,磁层顶外侧磁压占主导,南向行星际磁场时磁层顶外侧热压占主导;(2) 太阳风压力系数随着行星际磁场的增大而增大,随着行星际磁场时钟角的增大而减小;并且在行星际磁场大小和其他太阳风条件相同时,北向行星际磁场时的太阳风压力系数要大于南向行星际磁场时的;北向行星际磁场时,太阳风压力系数随着太阳风动压的增大而减小,南向行星际磁场时,太阳风压力系数随着太阳风动压的增大而增大;以上结论是对观测结果的扩展;(3) 最后,我们还发现太阳风压力系数随着日下点磁层顶张角的增大而增大.  相似文献