基于多观测数据的时变背景太阳风数值模拟及其结果评估
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:41874202
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:D0411.空间物理学
- 结题年份:2022
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:向长青; 李彩霞; 李会超; 王腾龙; 杨云; 叶煜东;
- 关键词:
项目摘要
Time-dependent 3D MHD modeling driven by multiple-observational-data is a research field of scientific significance and great practicability. This project will design the new approaches that constrain the numerical model to vector photospheric magnetograms and the data derived from the model of the surface flux transport (SFT) and the differential emission measure tomography (DEMT), and develop a new multiple-observational-data-based magnetohydrodynamic (MHD) model for the time-dependent solar wind background. With the help of the newly-developed model and the ensemble forecasting methods, the project will investigate the capability of the model to quantitatively reproduce the spatial and temporal variations of in-situ observations for the solar wind background. The project will also probe how various factors affect the numerical results, focusing on the influence of time cadences of input magnetograms on the simulated results and the specification of the optimal time cadence in simulating the evolution of the solar wind background. The project will inaugurate the comparison of the large-scale heliospheric structures between the images synthesized from the modeled results and observed from heliospheric imagers by developing new comparative analysis methods. By using the developed model, the project will investigate the evolutions of coronal structures of coronal holes, coronal streamers, pseudo-streamers, and non-potential field configurations, and interplanetary structures of the streamer interaction regions (SIR) and the heliospheric current sheet (HCS). The project will enhance the capability of the data-driven model to reproduce time-dependent solar wind background, and thus lay the foundations for numerical space weather forecasting by using the data-driven MHD models.
面向多观测数据驱动的时变三维太阳风模拟研究这一具有重要科学和应用价值的研究领域,利用矢量磁场以及EUV成像观测,结合表面通量传输(SFT)模型和微分辐射度层析(DEMT)反演方法等设计约束模型的新方法,发展多观测数据驱动的三维MHD背景太阳风新模型。借助行星际空间中不同位置的局地观测和太阳风模拟结果定量评估指标,建立基于多卫星数据的背景太阳风集合预报新方法。进而对模型再现行星际背景太阳风参数的时间和空间变化的能力做出定量评估,考察模型中各个因素对模拟结果的影响程度,确定与日冕行星际背景结构演化时间尺度相符的最优数据输入间隔。建立行星际MHD模拟结果与日球成像仪观测对比分析的新方法。本项目对冕洞、冕流带和伪冕流带等大尺度日冕结构的时间演化、日冕中产生的非势场结构及其演化、流相互作用区、日球电流片等行星际结构时间演化进行研究,从而提升数据驱动的时变背景太阳风模型重现观测的能力。
结项摘要
本项目以发展多观测数据约束的三维MHD背景太阳风新模型和基于多卫星数据建立背景太阳风模型模拟结果定量评估方法为重点,主要开展了以下研究工作:研制了多种观测约束的三维MHD太阳风模型,重构的背景太阳风参数再现了位于不同日心距离的太阳风观测飞船的就位观测;利用数据驱动的CESE-HLLD背景太阳风模式,建立了基于多飞船就位观测数据和多种度量指标对三维MHD背景太阳风模式的模拟结果进行多点综合验证的定量评估方法;将多种经验模型和1AU的观测统计相结合,建立了数据驱动的可较准确预报行星际背景磁场南北向分量的太阳风模型;建立日冕物质抛射的行星际MHD模拟结果与日球成像仪观测对比分析的新方法,重现了日冕仪和日球成像仪观测到的激波及CME的演化过程。在该项目支持下,项目组共发表科研论文22篇,其中21篇为SCI收录。
项目成果
期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Simulation of the Interplanetary Bz Using a Data-driven Heliospheric Solar Wind Model
使用数据驱动的日光层太阳风模型模拟行星际 Bz
- DOI:10.3847/1538-4357/aba61f
- 发表时间:2020
- 期刊:The Astrophysical Journal
- 影响因子:--
- 作者:Huichao Li;Xueshang Feng;Pingbing Zuo;Fengsi Wei
- 通讯作者:Fengsi Wei
Time-dependent Boundary Conditions for Data-driven Coronal Global and SphericalWedge-shapedModels
数据驱动的日冕全局和球形楔形模型的瞬态边界条件
- DOI:--
- 发表时间:2023
- 期刊:Monthly Notices of Royal Astronomical Society
- 影响因子:--
- 作者:Xueshang Feng;Jiakun Lv;Changqing Xiang;Chaowei Jiang
- 通讯作者:Chaowei Jiang
Is Solar Minimum 24/25 Another Unusual One?
太阳能极小值 24/25 是另一个不寻常的现象吗?
- DOI:10.3847/2041-8213/ac13a6
- 发表时间:2021-07
- 期刊:ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS
- 影响因子:7.9
- 作者:Li Huichao;Feng Xueshang;Wei Fengsi
- 通讯作者:Wei Fengsi
Assessment of CESE-HLLD ambient solar wind model results using multipoint observation
使用多点观测评估 CESE-HLLD 环境太阳风模型结果
- DOI:10.1051/swsc/2020048
- 发表时间:2020
- 期刊:J. Space Weather Space Clim
- 影响因子:--
- 作者:Li huichao;Feng Xueshang;Wei Fengsi
- 通讯作者:Wei Fengsi
Direct discontinuous Galerkin method for potential magnetic field solutions
势磁场解的直接间断伽辽金法
- DOI:10.3389/fspas.2022.1055969
- 发表时间:2022-12
- 期刊:Frontiers in Astronomy and Space Sciences
- 影响因子:3
- 作者:XiaoJing Liu;Xueshang Feng;Jiakun Lv;Xinyi Wang;Man Zhang
- 通讯作者:Man Zhang
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- 发表时间:--
- 期刊:空间科学学报,2006, 26(3): 161-166
- 影响因子:--
- 作者:向长青;冯学尚;范全林;姚久胜
- 通讯作者:姚久胜
行星际日冕物质抛射地磁效应研究的支持向量机方法初步研究
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:空间科学学报
- 影响因子:--
- 作者:叶煜东;冯学尚
- 通讯作者:冯学尚
Well-posedness solutions of the third order BO equation in weigted Sobolev spaces
加权Sobolev空间中三阶BO方程的适定解
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:Bull.Belg .Math.Soc
- 影响因子:--
- 作者:冯学尚
- 通讯作者:冯学尚
2003年10月两次特大太阳风暴的预报试验
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:中国科学(E辑:信息科学)
- 影响因子:--
- 作者:解妍琼;魏奉思;冯学尚;钟鼎坤
- 通讯作者:钟鼎坤
其他文献
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