1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Геомагнетизм и аэрономия
  4. T. 63, № 5, 2023

Геомагнетизм и аэрономия, 2023, T. 63, № 5, стр. 599-608

Эмпирическая модель оценки скоростей и запаздываний межпланетных корональных выбросов массы

Н. С. Шлык 1, *, А. В. Белов 1, М. А. Абунина 1, А. А. Абунин 1

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

* E-mail: nshlyk@izmiran.ru

Поступила в редакцию 21.02.2023
После доработки 05.04.2023
Принята к публикации 25.05.2023

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%.

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 материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Геомагнетизм и аэрономия

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал