Космические исследования, 2023, T. 61, № 6, стр. 447-453

Прототип службы прогноза спокойного солнечного ветра на основе МГД-моделирования и граничных условий модели WSA

С. Арутюнян 1, А. Кодуков 1, М. Субботин 1, Д. Павлов 12*

1 Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”
Санкт-Петербург, Россия

2 Санкт-Петербургский государственный университет
Санкт-Петербург, Россия

* E-mail: dapavlov@etu.ru

Поступила в редакцию 01.03.2023
После доработки 12.03.2023
Принята к публикации 13.03.2023

Аннотация

Создан прототип службы МГД-моделирования спокойного солнечного ветра и прогнозирования скорости и плотности частиц солнечного ветра в межпланетном пространстве, аналогичной службам NOAA и ESA. Служба состоит из МГД-симулятора, модуля обработки результатов симуляции и веб-интерфейса. Симулятор основан на реализации метода TVDLF в пакете PLUTO. Граничные условия модели (плотность, радиальная скорость, магнитное поле, температура) на расстоянии 0.1 а. е. от начала координат получаются регулярно из соответствующей службы NOAA, в которой они рассчитаны по модели WSA на основании магнитограмм сети GONG. Доступны два режима граничных условий: постоянные и суточные. Симуляции проводились на равномерной сетке в диапазоне 0.1–1.7 а. е. по расстоянию (512 элементов), –60°…+60° по широте (60 элементов), 0°–360° по долготе (180 элементов). Проведено сравнение рассчитанных карт скорости и плотности частиц с расчетами NOAA SWPC и NASA CCMC при одинаковых граничных условиях. Проведено ретроспективное сравнение получаемых прогнозов с данными прямых измерений (OMNI).

Список литературы

  1. Odstrcil D. Modeling 3-D solar wind structure // Advances in Space Research. 2003. V. 32. Iss. 4. P. 497–506. https://doi.org/10.1016/S0273-1177(03)00332-6

  2. Pomoell J., Poedts S. EUHFORIA: European heliospheric forecasting information Asse 2.0t // J. Space Weather Space Climate. 2018. V. 8. Art. ID. A35. https://doi.org/10.1051/swsc/2018020

  3. Tlatov A.G., Berezin I.A., Strelkov M.A. Simulation of Coronal Mass Ejection Propagation Based on Data from Ground-Based Patrol Observations // Geomagnetism and Aeronomy. 2019. V. 59. Iss. 7. P. 843–845. https://doi.org/10.1134/S0016793219070247

  4. Odstrcil D., Mays M.L., Hess Ph. et al. Operational Modeling of Heliospheric Space Weather for the Parker Solar Probe // The Astrophysical J. Supplement Ser. 2020. V. 246. Iss. 2. Art. ID. 73. 19 p. https://doi.org/10.3847/1538-4365/ab77cb

  5. Tóth G., Odstrčil D. Comparison of Some Flux Corrected Transport and Total Variation Diminishing Numerical Schemes for Hydrodynamic and Magnetohydrodynamic Problems // J. Computational Physics. 1996. V. 128. Iss. 1. P. 82–100. https://doi.org/10.1006/jcph.1996.0197

  6. Mignone A., Bodo G., Massaglia S. et al. PLUTO: a numerical code for computational astrophysics // The Astrophysical J. Supplement Series. 2007. V. 170. Iss. 1. Art. ID. 228. https://doi.org/10.1086/513316

  7. Arge C.N., Pizzo V.J. Improvement in the prediction of solar wind conditions using near-real time solar magnetic field updates // J. Geophysical Research: Space Physics. 2000. V. 105. Iss. A5. P. 10465–10479. https://doi.org/10.1029/1999JA000262

  8. Pitjeva E., Pavlov D., Aksim D., Kan M. Planetary and lunar ephemeris EPM2021 and its significance for Solar system research // Proc. Intern. Astronomical Union. 2019. V. 15. Iss. S364. P. 220–225. https://doi.org/10.1017/S1743921321001447

  9. Berezin I., Tlatov A. Coronal Field Geometry and Solar Wind Speed // Universe 2022. V. 8. Iss. 12. Art. ID. 646. https://doi.org/10.3390/universe8120646

  10. Aksim D., Pavlov D. Improving the solar wind density model used in processing of spacecraft ranging observations // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2022. V. 514. Iss. 3. P. 3191–3201. https://doi.org/10.1093/mnras/stac1229

Дополнительные материалы отсутствуют.