日冕物质抛射与冕流相互作用的白光和射电表现

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1、分类号UDC密级编号中国科学院大学研究生院博士学位论文日冕物质抛射与冕流相互作用的白光和射电表现指导教师冯学尚研究员中国科学院空间科学与应用研究中心陈耀教授山东大学申请学位级别博士学科专业名称空间物理学论文提交日期2013年4月论文答辩日期2013年5月培养单位中国科学院空间科学与应用研究中心学位授予单位中国科学院大学研究生院答辩委员会主席曹晋滨Typesetby嘟2eatMay16，2013WithpackageCASthesisv0．1jofCTF_X．ORGWhitelightandradiomanifestationsofCME

2、—streamerinteractionsFengShiweiSupervisor：Prof．FengXueshangProf．ChenYaoCenterforSpaceScienceandAppliedResearchChineseAcademyofSciencesMay,2013SubmittedintotalfulfilmentoftherequirementsforthedegreeofPh．DinSpacePhysics独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以

3、标注和致谢的地方外，论文中不包含任何其他人已经发表或撰写过的材料，也不包含为获得其他教育机构的别种学位或证书而大量使用过的材料。与我一同工作的人对本研究所做的任何贡献己在论文中做了明确的说明并表示谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解培养单位有关保留、使用学位论文的规定，即：培养单位有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；培养单位可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。签名：——见证人：日期：摘要关键词：日冕，CME，冕流，太阳射电暴日冕物质抛射(CoronalMassEjectio

4、n：CME)是太阳大气中一类最大尺度的爆发现象，可引发冕流等日冕结构的强烈扰动。在日冕仪的白光观测中，CME一冕流相互作用常表现为冕流偏折、冕流波以及冕流断裂等多种观测现象。在射电波段，CME一冕流相互作用区域通常被认为是II型暴的一个重要辐射区。本文主要介绍了最新发现的CME一冕流相互作用在白光和射电波段的两种观测表现，并讨论了如何将这两种现象应用于解决空间物理的一些基本问题之中，如，日冕磁场强度、II型射电暴的辐射区性质的诊断。在白光观测波段，通过查阅LASCO的观测数据，我们给出第23太阳活动周内的8次冕流波疑似事件，并对这些事件

5、逐个进行分析，讨论出不同事件发生时的观测共性，探讨了影响冕流波形成和观测的各种因素。我们发现，导致冕流波形成的CME都具有很高的喷发速度和角宽度，CME与冕流均从侧面发生相互作用，且作用的最初位置位于C2视场的底部或下方，所有正面CME均伴有耀斑现象。我们对发生于2003年6月5日的事件作了仔细分析，对比已有的2004年7月6日事件的研究结果发现，相同日心距上两次冕流波的周期和波长相差不大，而且都随日心距离有逐渐增加的趋势；另外，两次事件的相速度都随其出现的顺序呈现降低的趋势。基于上述2003年6月5日和2004年7月6日两例较好的冕流

6、波事件，我们还发展了一种新的可诊断3—10R④(太阳半径)范围内的冕流等离子体片附近区域日冕磁场强度的冕震学方法。冕流波动被认为是由CME碰撞冕流结构激发的、沿着等离子体片向外传播的扭曲快模。所测相速度由太阳风速度和静止坐标系中的扭曲模相速度两部分相加得到。根据色散关系计算，扭曲模相速度可由等离子体片外沿区域的阿尔芬速度近似表示。为利用冕流波开展冕震学研究，我们首先使用冕流N(blob)速度观测数据给出冕流等离子体片邻近区域的太阳风速度的变化范围，并根据冕流波的前两个相位点的相速度测量结果，分别求出其传播区域的阿尔芬速度变化情况；然后，

7、采用LASCO的pB数据反演定出所关心区域的电子密度分布，进而估计出两相位点传播路径(3—10Rn)上的等离子体日冕物质抛射与冕流相互作用的白光和射电表现片外沿日冕磁场强度的径向分布。比较两事件的不同相位点对应的诊断结果发现，CME扰动后的日冕阿尔芬速度及磁场强度均有随时间减弱的趋势。该趋势被认为是CME扰动后日冕状态恢复过程的表现。在射电波段，II型射电暴被认为是由激波加速的高能电子辐射产生的。然而，由于当前的太阳射电观测数据没有空间分辨率(动态频谱仪)或者分辨率较低(低频日像仪)，难以准确提供射电辐射源区与白光观测的激波面之间的位置

8、关系。II型暴究竟是位于激波的鼻端还是侧翼一直是个具有争议的问题。我们提出可以通过建立动态谱上II型暴的特殊结构(谱形隆起)与成像观测特征(CME一激波穿越高密度冕流)的关联来判断II型暴的源区位置。我们主