電磁流体力学による太陽活動の統合シミュレーション

利用磁流体动力学综合模拟太阳活动

基本信息

批准号：
16340058
负责人：
柴田一成
金额：
$ 4.35万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、近未来の「宇宙天気予報」の基礎を築くという観点から、太陽内部における磁束浮上からフレア・コロナ質量放出、惑星間衝撃波まで含む太陽活動統合コードの開発を目的としている。平成16年度は、3年計画の初年度として、各階層の物理の解明と数値モデリングに関する研究を推進し、以下のような成果を得た。(1)浮上磁場における磁気的レイリーテイラー不安定性によるフィラメント構造の発生、および、それに伴う磁気リコネクション(Isobe et al.(2005)Nature,434、478):地球シミュレータを用いて、浮上磁場の史上最高の解像度の3次元電磁流体数値シミュレーションを行い、浮上磁場が自発的に筋状(フィラメント状)の構造を作ることを発見した。筋状構造は、浮上磁場の上部に形成された高密度層(上部が高密、下部が低密となる密度の逆転層)における磁気的レイリーテイラー不安定性が原因で発生する。また、これにともなって微細な電流シートが形成され、間欠的なリコネクションやフィラメント状のジェット噴出などが起こることもわかった。以上は、観測されている浮上磁場の筋状構造や微細フレアによる突発的なコロナ加熱を良く説明する。この成果はNatureに掲載され、新聞などのメディアでも広く報道された。(2)フレア、コロナ質量放出、および、付随する電磁流体衝撃波の数値モデリングとEIT波への応用(Chen et al.(2004),ApJ,622,1202):フレア、コロナ質量放出の数値モデリング研究の副産物として、近年、極紫外線望遠鏡(EIT)観測で発見され、その正体が謎であったEIT波の数値モデルを作るのに成功した。(3)コードの検証に必要となる、リコネクション厳密解の安定性解析(Hiroseら)、フレア観測データ解析(SakajiriらTakasakiら,Asaiら)などにおいても成果を得た。

这项研究旨在制定一项集成的太阳活动代码，其中包括在不久的将来为太空天气预测奠定基础，其中包括太阳内的磁通量悬浮，火炬 - 科罗纳纳质量排放和行星际冲击波。在2004年，作为三年计划的第一年，我们促进了在每个级别和数值建模中阐明物理学的研究，从而实现了以下结果。（1）由于磁场磁场和随附的磁重新连接而导致的细丝结构的产生（Isobe等人（2005年），自然，434，478）：使用地球模拟器，我们进行了数值3D电磁磁场的数值3D电磁磁场，这些磁场的最高磁场磁场和发现的磁性磁性磁场和发现的脉冲磁性均匀磁场，并发现了脉络磁性磁场，并发现（丝状）结构。条纹是由磁性雷利·泰勒（Taylor）在高密度层（密度倒的密度倒密度在顶部和底部的低密度）的不稳定引起的，该层是浮动磁场上方形成的。还发现这导致了良好的电流表，这会导致间歇性重新连接和丝状喷射射流。以上解释了浮动磁场的类似条纹状结构和由于细耀斑而引起的突然的电晕加热。该结果在自然界发表，并在报纸和其他媒体中得到了广泛报道。（2）耀斑，电晕质量发射和相关的电磁流体冲击波的数值模型及其在EIT波中的应用（Chen等人（2004年），APJ，622，1202）：作为一项数值的副产品，作为在Flare和Corona Mass Insss的数值模型中的数值模型，它在越来越多的过程中创建了EIT，它在数字上已经成功地创建了EIT模型，EIT是EIT的一部分。望远镜（EIT）观察结果，其真实身份是一个谜。（3）在精确重新连接溶液（Hirose等人）和耀斑观察数据分析的稳定性分析中也获得了结果（Sakajiri等，Takasaki等，Asai等），这对于代码验证是必需的。