複数観測データを融合した太陽風擾乱伝搬のシミュレーション

结合多个观测数据模拟太阳风扰动传播

基本信息

批准号：
23740374
负责人：
垰千尋
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Japan Aerospace Exploration Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、太陽風3次元磁気流体シミュレーションモデルへ惑星間シンチレーション(IPS)観測データを融合する手法を新たに確立した。太陽風観測結果をシミュレーションに組み込むデータ同化手法は、観測を反映した擾乱構造やその伝搬をシミュレーション空間内に再現して調査することを可能にし、惑星位置における太陽風予測精度向上への貢献も期待される。本研究では、流源関数モデルを可変としてデータ同化する手法を提案した。流源関数は、内側境界において磁場と太陽風速度・密度・温度を関連付ける関係式であり、太陽近傍の加速・加熱過程を反映するものと考えられる。これまで統計的に導出された経験モデルが太陽風モデルで用いられてきたが、この関数から得られる太陽風密度を過大評価していることが近年の観測から示唆されている。太陽風3次元磁気流体シミュレーションモデルによって、太陽半径の50倍の位置から地球近傍までの太陽風伝搬を解く。データ同化手法としてアンサンブルカルマンフィルターを用いた。IPS観測データは、電波源と観測者(地球位置)を結ぶ視線沿いに太陽風速度を重みづけ積算したものに対応する。このジオメトリ効果を考慮して、観測ジオメトリとシミュレーション空間を対応付ける変換行列を導出した。データ同化法の評価(双子実験)を行い、流源関数の係数および太陽風変動が、IPS観測データのモデルへのデータ同化によって十分同定できることが示された。これをもとに、実データへ適用した。1998年9月-12月の期間について、データ同化した計算結果は、地球位置における数10日スケールの太陽風変動構造をよく再現することが示された。今後の課題として、i)長期のさまざまな期間および複数の観測データへ適用し、ii)惑星位置での太陽風予測変動を行うこと、iii)用いる流源関数の検討、が挙げられる。

这项研究已经建立了一种新的融合 - 星际闪烁（IPS）观察数据与3D太阳能3D磁性流体模拟模型的融合方法。将太阳观测结果纳入模拟的数据同化方法可以研究反映观察结果及其在模拟空间中的传播的干扰结构，并有助于提高行星位置的太阳预测准确性。在这项研究中，我们提出了一种将数据吸收为流源函数模型变量的方法。流源函数是一种将磁场和太阳速度，密度和温度相关联的关系，并被认为反映了太阳附近的加速度和加热过程。近年来，统计得出的经验模型已用于太阳能模型，但最近的观察结果表明，从该功能获得的太阳密度已被高估了。太阳半径的太阳半径的太阳风，太阳风的附近，从太阳半径到太阳附近的50倍到太阳的附近。合奏Calman过滤器用作数据同化方法。 IPS观察数据对应于沿着连接无线电源和观察者（地球位置）的凝视乘坐太阳速度的重量的数据。考虑到这种几何效应，得出了支持观察几何和模拟空间的转换矩阵。进行了数据同化定律（双实验）的评估，表明可以通过将数据吸收到IPS观察数据中来完全识别当前功能的系数和太阳波动。基于此，它应用于实际数据。在1998年9月至12月的期间，数据同化的计算结果被证明是在地球位置重现了10天的太阳波动结构。未来的任务包括对III的III的检查，该检查适用于长期和多个观察数据，以及III的III，该研究应用于II）行星位置。