客观日本

名古屋大学与极地研究所开发出可预测磁暴的数据模拟系统

2016年03月30日 化学材料

日本名古屋大学宇宙地球环境研究所的盐田大幸特别助教和国立基地研究所片冈龙峰教授带领的研究团队近日,开发出可再现太阳爆发活动时释放的高速等离子体云和强磁场冲击地球磁层全过程的数据模拟系统,较之以往的系统精确度更高。该高速等离子体云携带的(南北方向转动的)磁场会对地球上的送电网等设施造成严重破坏。本项研究成果有望提高对磁暴形成过程及规模的预测精度。

当地球被与地球磁场反方向的南向磁场包围时,即会发生地磁暴。研究发现,这种南向磁场是在太阳黑子边缘的日冕发生大爆炸时向宇宙空间抛射大量的高速等离子体云及强磁场的"太阳日冕物质抛射(CME)"活动中产生。

磁暴会造成通讯故障、改变送电网中感应电流强度导致停电等诸多不良影响,会对社会生活造成严重影响,故磁暴预测越来越受到重视。近年来,以美国为中心世界各国都在积极研发发基于观测数据的数字模拟系统,尝试预测磁暴的发生时间,但皆因没有将磁场列入考察因素,所以很难做到对南向磁场到来的提前预测。

研究团队导入太阳表面磁场分布、太阳耀斑实际爆发案例以及日冕物质抛射观测数据,运用磁流体力学基本方程组作为理论公式,成功开发出了可演示再现冲击地球磁层的太阳风磁场强度的计算机模拟系统。

利用该模拟系统,研究团队进行了2003年10月末发生的日冕物质抛射的再现实验,并成功再现了强南向磁场冲击地球磁层的过程。

2003年10月27日~31日实际观测到的磁暴南北

成分、速度的时间变动图(上图为南北分量,下图为速度)以及模拟结果(上下图均为红线)

成分、速度的时间变动图(上图为南北分量,下图为速度)以及模拟结果(上下图均为红线)

原文地址:
http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20160216_isee.pdf

文/CRCC编辑部 图片/摘自原文