Эмпирическая модель оценки скоростей и запаздываний межпланетных корональных выбросов массы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследуется поведение скорости межпланетных корональных выбросов массы в зависимости от гелиодолготы источника (ассоциированной солнечной вспышки), начальной скорости выброса и скорости фонового солнечного ветра. В основе моделирования лежат данные о 364 выбросах солнечного вещества, сопровождавшихся вспышками и наблюдавшихся в коронографе SOHO/LASCO, межпланетные аналоги которых были впоследствии зарегистрированы у Земли в период с 1995 по 2021 гг. Описана модель, позволяющая оценивать транзитную и максимальную скорости соответствующего межпланетного возмущения, а также время его прибытия к Земле. Средняя абсолютная ошибка оценки времени распространения межпланетных корональных выбросов массы для рассмотренных 364 событий составляет 11.5 ч, а средняя относительная ошибка – 16.5%.

Об авторах

Н. С. Шлык

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн
им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: nshlyk@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

А. В. Белов

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн
им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: nshlyk@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

М. А. Абунина

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн
им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: nshlyk@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

А. А. Абунин

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн
им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: nshlyk@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

Список литературы

  1. − Шлык Н.С., Белов А.В., Абунина М.А., Абунин А.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Влияние взаимодействующих возмущений солнечного ветра на вариации галактических космических лучей // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 61. № 6. С. 694–703. 2021. https://doi.org/10.31857/S0016794021060134
  2. − Belov A., Shlyk N., Abunina M., Abunin A., Papaioannou A. Estimating the transit speed and time of arrival of interplanetary coronal mass ejections using CME and solar flare data // Universe. V. 8. I. 6. Article ID 327. 2022. https://doi.org/10.3390/universe8060327
  3. − Čalogović J., Dumbović M., Vršnak B., Sudar D., Martinić K., Temmer M., Veronig A. Probabilistic Drag-Based Ensemble Model (DBEM) evaluation for heliospheric propagation of CMEs // Solar Phys. V. 296. Article ID 114. 2021. https://doi.org/10.1007/s11207-021-01859-5
  4. − Cane H.V., Richardson I.G., St. Cyr O.C. Coronal mass ejections, interplanetary ejecta and geomagnetic storms // Geophys. Res. Lett. V. 27. № 21. P. 3591–3594. 2000.
  5. − Davies J.A., Harrison R.A., Perry C.H. et al. A self-similar expansion model for use in solar wind transient propagation studies // Astrophys. J. V. 750. № 1. Article ID 23. 2012. https://doi.org/10.1088/0004-637X/750/1/23
  6. − Feng X., Yang L., Xiang C., Wu S.T., Zhou Y., Zhong D. Three-dimensional Solar WIND modeling from the Sun to Earth by a SIP-CESE MHD model with a six-component grid // Astrophys. J. V. 723. № 1. P. 300–319. 2010. https://doi.org/10.1088/0004-637X/723/1/300
  7. − Gopalswamy N., Lara A., Lepping R.P., Kaiser M.L., Berdichevsky T.M., St. Cyr O.C. Interplanetary acceleration of coronal mass ejections // Geophys. Res. Lett. V. 27. № 2. P. 145–148. 2000. https://doi.org/10.1029/1999GL003639
  8. − Gopalswamy N. Solar connections of geoeffective magnetic structures // J. Atm. Solar-Terr. Phys. V. 70. P. 2078–2100. 2008. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2008.06.010
  9. − Gopalswamy N., Yashiro S., Michalek G., Xie H., Mäkelä P., Vourlidas A., Howard R.A. A Catalog of Halo Coronal Mass Ejections from SOHO // Sun and Geosphere. V. 5. № 1. P. 7–16. 2010.
  10. − Gosling J. T., Hildner E., MacQueen R.M., Munro R.H., Poland A.I., Ross C.L. The speeds of coronal mass ejection events // Solar Phys. V. 48. P. 389–397. 1976. https://doi.org/10.1007/BF00152004
  11. − Gosling J.T., Bame S.J., McComas D.J., Phillips J.L. Coronal mass ejections and large geomagnetic storms // Geophys. Res. Lett. V. 17. I. 7. P. 901–904. 1990. https://doi.org/10.1029/GL017i007p00901
  12. − Hess P., Zhang J. A study of the Earth-affecting CMEs of solar cycle 24 // Solar Phys. V. 292. Article number 80. 2017. https://doi.org/10.1007/s11207-017-1099-y
  13. − Lamy P.L., Floyd O., Boclet B., Wojak J., Gilardy H., Barlyaeva T. Coronal mass ejections over solar cycles 23 and 24 // Space Sci. Rev. V. 215. Article number 39. 2019. https://doi.org/10.1007/s11214-019-0605-y
  14. − Lindsay G.M., Luhmann J.G., Russell C.T., Gosling J.T. Relationships between coronal mass ejection speeds from coronagraph images and interplanetary characteristics of associated interplanetary coronal mass ejections // J. Geophys. Res. V. 104. № A6. P. 12 515–12 523. 1999.
  15. − Lugaz N., Temmer M., Wang Y., Farrugia C.J. The interaction of successive coronal mass ejections: a review // Solar Phys. V. 292. Article number 64. 2017. https://doi.org/10.1007/s11207-017-1091-6
  16. − Michałek G., Gopalswamy N., Yashiro S. A new method for estimating widths, velocities, and source location of halo coronal mass ejections // Astrophys. J. V. 584. P. 472–478. 2003. https://doi.org/10.1086/345526
  17. − Odstrcil D. Modeling 3-D solar wind structure // Adv. Space Res. V. 32. № 4. P. 497–506. 2003. https://doi.org/10.1016/S0273-1177(03)00332-6
  18. − Paouris E., Mavromichalaki H. Effective Acceleration Model for the arrival time of interplanetary shocks driven by coronal mass ejections // Solar Phys. V. 292. Article number 180. 2017. https://doi.org/10.1007/s11207-017-1212-2
  19. − Paouris E., Vourlidas A., Papaioannou A., Anastasiadis A. Assessing the projection correction of coronal mass ejection speeds on time-of-arrival prediction performance using the Effective Acceleration Model // Space Weather. V. 19. I. 2. e2020SW002617. 2021. https://doi.org/10.1029/2020SW002617
  20. − Richardson I.G., Cane H.V. Near-Earth interplanetary coronal mass ejections during solar cycle 23 (1996–2009): catalog and summary of properties // Solar Phys. V. 264. P. 189–237. 2010. https://doi.org/10.1007/s11207-010-9568-6
  21. − Riley P., Mays M.L., Andries J. et al. Forecasting the arrival time of coronal mass ejections: analysis of the CCMC CME scoreboard // Space Weather. V. 16. P. 1245–1260. 2018. https://doi.org/10.1029/2018SW001962
  22. − Shen F., Feng X., Wu S. T., Xiang C. Three-dimensional MHD simulation of CMEs in three-dimensional background solar wind with the self-consistent structure on the source surface as input: Numerical simulation of the January 1997 Sun-Earth connection event // J. Geophys. Res. V. 112. A06109. 2007. https://doi.org/10.1029/2006JA012164
  23. − Shugay Y., Kalegaev V., Kaportseva K., Slemzin V., Rodkin D., Eremeev V. Modeling of solar wind disturbances associated with coronal mass ejections and verification of the forecast results // Universe. V. 8. I. 11. Article ID 565. 2022. https://doi.org/10.3390/universe8110565
  24. − Temmer M., Preiss S., Veronig A.M. CME projection effects studied with STEREO/COR and SOHO/LASCO // Solar Phys. V. 256. P. 183–199. 2009. https://doi.org/10.1007/s11207-009-9336-7
  25. − Thernisien A. Implementation of the Graduated Cylindrical Shell Model for the three-dimensional reconstruction of coronal mass ejections // Astrophys. J. Suppl. Ser. V. 194. № 2. Article number 33. 2011. https://doi.org/10.1088/0067-0049/194/2/33
  26. − Tsurutani B.T., Gonzalez W.D. The Interplanetary causes of magnetic storms: A review. Eds. Tsurutani B.T., Gonzalez W.D., Kamide Y., Arballo J. K. Geophys. Monogr. Ser. / Wash. DC Am. Geophys. Union. P. 77–89. 1997. https://doi.org/10.1029/GM098p0077
  27. − Vršnak B., Sudar D., Ruždjak D., Žic T. Projection effects in coronal mass ejections. // Astron. Astrophys. V. 469. P. 339–346. 2007. https://doi.org/10.1051/0004-6361:20077175
  28. − Vršnak B., Žic T., Vrbanec D. et al. Propagation of interplanetary coronal mass ejections: the drag-based model // Solar Phys. V. 28. P. 295–315. 2013. https://doi.org/10.1007/s11207-012-0035-4
  29. − Wang Y. M., Yee P. Z., Wang S., Zhou G. P., Wang J. A statistical study on the geoeffectiveness of Earth-directed coronal mass ejections from March 1997 to December 2000 // J. Geophys. Res. – Space. V. 107. № A11. Article ID 1340. 2002. https://doi.org/10.1029/2002JA009244
  30. − Webb D.F., Howard T.A. Coronal mass ejections: observations // Living Rev. Sol. Phys. V. 9. Article number 3. 2012. https://doi.org/10.12942/lrsp-2012-3
  31. − Yashiro S., Gopalswamy N., Akiyama S., Michałek G., Howard R.A. Visibility of coronal mass ejections as a function of flare location and intensity // J. Geophys. Res. V. 110. Article ID A12S05. 2005. https://doi.org/10.1029/2005JA011151
  32. − Zhang J., Dere K.P., Howard R.A., Bothmer V. Identification of solar sources of major geomagnetic storms between 1996 and 2000 // Astrophys. J. V. 582. P. 520–533. 2003. https://doi.org/10.1086/344611
  33. − Zhang J., Temmer M., Gopalswamy N. et al. Earth-affecting solar transients: A review of progresses in solar cycle 24 // Prog. Earth Planet. Sci. V. 8. Article number 56. 2021. https://doi.org/10.1186/s40645-021-00426-7

Дополнительные файлы


© Н.С. Шлык, А.В. Белов, М.А. Абунина, А.А. Абунин, 2023