基于多卫星联合观测的太阳高能粒子起始释放过程研究

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缓变型太阳高能粒子(SEP)事件中能量粒子在近太阳附近的加速及释放过程研究是深入理解太阳高能粒子事件与日冕物质抛射(CME)爆发因果关联的关键问题之一。本文利用SOHO、STEREO高能粒子观测对2012年3月7日爆发的全球性SEP事件的起始释放过程进行了详细分析;并对2011-2014年间30个通量短时间内显著增强的缓变型SEP事件的两个特征时间(局地爆发时间onset timetob,起始释放时间release time tsr)及其经向分布进行了统计分析。论文主要结果如下:一、在2012年3月7日大SEP事件爆发期间有两个CME相继出现,通过多角度的局地观测表明,该SEP事件只与第一个CME相关,而与第二个CME无明显关联。对磁连接最好的卫星STEREO-B,我们运用速度离散分析(VDA)方法,发现高能质子和低能电子在同一时刻释放,但是到达STEREO-B卫星的质子和电子的传播路径长度却不同。分析结果表明VDA方法适用于磁连接较好的卫星。此外,行星际磁云结构会影响高能质子和高能电子的传播路径及其差异。二、对SEP事件的起始释放时间和局地爆发时间的统计结果表明:(1)多颗卫星同时观测到的SEP事件所伴随的爆发CME角宽明显较一般事件要大,基本都为HaloCME; (2)不同卫星观测到粒子通量局地增强的时间差与卫星位置经度差呈现明显的线性正相关,且呈现东西不对称性;局地爆发时间和起始释放时间相对于耀斑时间的延迟与卫星相对经度呈正相关;(3)卫星所有能量通道的两个特征时间极差(tslow-tfast)与卫星相对经度呈现较好的正相关,表明不同能量SEP释放的时间跨度呈现明显的经度差异;此外,高低能释放时间差与CME速度存在正相关。这些结论表明,SEP事件的两个特征时间具有明显的经向依赖性,并都与CME速度存在相关。
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