[發(fā)明專利]一種認(rèn)證行星際日冕物質(zhì)內(nèi)日珥物質(zhì)的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110561674.9
• 申請(qǐng)日: 2021-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN113392569A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮恒強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 洛陽師范學(xué)院
• 主分類號(hào): G06F30/25
• 分類號(hào): G06F30/25;G16C20/40;G06F119/08
• 代理公司: 杭州高盟專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33402
• 代理人: 單燕君

本發(fā)明涉及太陽物理和空間物理技術(shù)領(lǐng)域，具體的是涉及一種認(rèn)證行星際日冕物質(zhì)內(nèi)日珥物質(zhì)的方法。該方法首先在穩(wěn)態(tài)太陽大氣模型條件下計(jì)算重離子的各離子成份和溫度的關(guān)系；然后結(jié)合太陽風(fēng)中這些離子成份的觀測(cè)，選擇合適的重離子成份反常增加作為判斷日珥物質(zhì)的判據(jù)。該方法具有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取方便，操作過程比較簡潔，認(rèn)證準(zhǔn)確性較高，具有相當(dāng)?shù)目煽啃浴?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽物理和空間物理技術(shù)領(lǐng)域，更具體的是涉及一種認(rèn)證行星際日冕物質(zhì)內(nèi)日珥物質(zhì)的方法。

背景技術(shù)

太陽穩(wěn)定和均勻地向四面八方輻射的同時(shí)，在它的大氣中的局部區(qū)域內(nèi)，還會(huì)出現(xiàn)一些隨時(shí)間變化的快速等離子體流。通常稱這些時(shí)間和空間的局部變化的活動(dòng)體為太陽活動(dòng)。主要的太陽活動(dòng)有黑子、耀斑、日珥爆發(fā)和日冕物質(zhì)拋射等。

日冕物質(zhì)拋射（coronal mass ejection，簡稱CME）是太陽大氣中最劇烈的大尺度活動(dòng)現(xiàn)象，在短時(shí)間內(nèi)從日冕向外拋射出大量的等離子體和磁場(chǎng)進(jìn)入行星際空間。

CME在行星際空間和其他流相互作用，產(chǎn)生各種擾動(dòng)。特殊的行星際空間等離子體條件為等離子體的物理過程和現(xiàn)象的研究提供了在地面試驗(yàn)室難以實(shí)現(xiàn)的物理?xiàng)l件。有些CME可以到達(dá)地球附近，被稱為行星際日冕物質(zhì)拋射（Interplanetary CME, 簡稱ICME ），是影響地球周圍的空間環(huán)境受主要的源。這些CME能影響人造衛(wèi)星的運(yùn)行和搭載儀器的正常工作，威脅到空間飛行器和宇航員的安全，造成地球磁層和電離層擾動(dòng)，會(huì)擾亂通訊和導(dǎo)航，并對(duì)氣候和人類活動(dòng)產(chǎn)生影響。

日珥爆發(fā)也是一種重要太陽活動(dòng)。日珥爆發(fā)和CME爆發(fā)往往緊密相關(guān)，超過70％的CME與日珥爆發(fā)有關(guān)，然而只在極少量的行星際日冕物質(zhì)拋射（ICME）內(nèi)發(fā)現(xiàn)了日珥物質(zhì)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于日面觀測(cè)的70%。之所以沒有發(fā)現(xiàn)大量包含冷的日珥物質(zhì)的ICME，是由于對(duì)冷的日珥物質(zhì)認(rèn)證方法設(shè)定閾值較低所致。

為了能夠解決行星際日冕物質(zhì)拋射內(nèi)日珥物質(zhì)認(rèn)證，深入了解CME爆發(fā)和日珥爆發(fā)的關(guān)系，需要一種簡單、準(zhǔn)確方法對(duì)行星際日冕物質(zhì)拋射內(nèi)地日珥物質(zhì)進(jìn)行認(rèn)證。

由于日珥具有相對(duì)較低的溫度和較高的密度兩個(gè)基本觀測(cè)特征，因此，早期確定行星際磁通量繩內(nèi)日珥物質(zhì)往往是利用其較低的溫度、較低的離子電荷狀態(tài)和較高的質(zhì)子密度特征來認(rèn)證。然而，由于CME通常具有強(qiáng)磁場(chǎng)，因此CME內(nèi)部總體壓強(qiáng)往往遠(yuǎn)高于外部總壓，當(dāng)CME離開太陽時(shí)，會(huì)迅速膨脹。如果CME有局部較低的磁場(chǎng)區(qū)域，其膨脹速度會(huì)比相鄰部分慢。因此，較低的磁場(chǎng)區(qū)域可能成為一個(gè)相對(duì)較高的質(zhì)子密度區(qū)域。同樣地，原有的高密度區(qū)域也可以由于非均勻膨脹而消失，CME的非均勻膨脹也可以形成新的低溫區(qū)域。因此，行星際磁通量繩的高密度和低溫特征不能作為確定日珥物質(zhì)的可靠證據(jù)。

但是，CME在離開太陽的過程中，由于太陽風(fēng)的快速膨脹，其內(nèi)部的離子電荷狀態(tài)會(huì)在距太陽5個(gè)太陽半徑外凍結(jié)，所以行星際磁通量繩中的離子電離態(tài)仍然可以反映其溫度歷史。低電離態(tài)才是識(shí)別行星際介質(zhì)中日珥物質(zhì)的可靠判據(jù)。先前報(bào)道的行星際磁通量繩內(nèi)部的冷日珥物質(zhì)也往往呈現(xiàn)低電離態(tài)。如Lepri和Zurbuchen主要用Fe⁴⁺、C²⁺和O²⁺等的低電離態(tài)來判斷行星際磁通量繩中的日珥物質(zhì)。但是這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)非常高，往往很多ICME內(nèi)的日珥物質(zhì)被錯(cuò)過，這也是目前只在極少量的行星際日冕物質(zhì)拋射（ICME）內(nèi)發(fā)現(xiàn)了日珥物質(zhì)的原因。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決目前的行星際日冕物質(zhì)拋射內(nèi)日珥物質(zhì)無法準(zhǔn)確認(rèn)證問題，提供一種更簡單、準(zhǔn)確、可靠的認(rèn)證行星際日冕物質(zhì)內(nèi)日珥物質(zhì)的方法，通過這種方法，達(dá)到操作更加簡單，認(rèn)證更加準(zhǔn)確。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種認(rèn)證行星際日冕物質(zhì)內(nèi)日珥物質(zhì)的方法，包括以下步驟：

在穩(wěn)態(tài)太陽大氣模型條件下計(jì)算重離子的各離子成份和溫度的關(guān)系；

結(jié)合太陽風(fēng)中這些離子成份的觀測(cè)，選擇合適的重離子成份反常增加作為判斷日珥物質(zhì)的判據(jù)。