Cosmic ResearchCosmic ResearchКосмические исследования0023-42063034-5502The Russian Academy of Sciences67236310.31857/S0023420624040062JJCBNNArticlesСтатьиResearch ArticleМоделирование времени прихода корональных выбросов массы на околоземную орбиту по параметрам димминговМоделирование времени прихода корональных выбросов массы на околоземную орбиту по параметрам димминговВахрушеваА. А.
Russian Federation

Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына; Физический факультет

vakhr.anna@gmail.comКапорцеваК. Б.
Russian Federation

Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына; Физический факультет

vakhr.anna@gmail.comШугайЮ. С.
Russian Federation

Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына

vakhr.anna@gmail.comЕремеевВ. Е.
Russian Federation

Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына

vakhr.anna@gmail.comКалегаевВ. В.
Russian Federation

Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына; Физический факультет

vakhr.anna@gmail.comМосковский государственный университет имени М.В. Ломоносова0512202462436237127022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0023-4206/article/view/672363

Проведено моделирование времени прихода корональных выбросов массы (КВМ) на околоземную орбиту по параметрам диммингов из центральной части солнечного диска для событий 2010–2018 гг. Для прогноза межпланетных корональных выбросов масс используется DBM-модель, скорости фонового ветра рассчитаны по модели квазистационарных потоков солнечного ветра, разработанной в НИИЯФ МГУ. Проведено сравнение результатов прогноза межпланетного коронального выброса массы (МКВМ), полученного двумя методами: 1) с использованием начальных скоростей КВМ из базы CACTus по данным коронографа SOHO/LASCO; 2) с использованием начальных скоростей, рассчитанных по максимальному скачку яркости димминга, который можно соотнести с КВМ из базы CACTus по времени. Анализ результатов прогноза показал, что оба метода дают сравнимые ошибки прогноза по времени прибытия МКВМ на околоземную орбиту и его скорости. Для исследования возможности прогноза МКВМ, для которого в коронографе по каким-то причинам может не наблюдаться КВМ, проведено моделирование МКВМ по параметрам диммингов. Результаты показали, что в 43% случаев по параметрам диммингов в центральной области солнечного диска, которые не удалось соотнести с КВМ, можно спрогнозировать время прихода МКВМ с точностью 24 ч.

Проведено моделирование времени прихода корональных выбросов массы (КВМ) на околоземную орбиту по параметрам диммингов из центральной части солнечного диска для событий 2010–2018 гг. Для прогноза межпланетных корональных выбросов масс используется DBM-модель, скорости фонового ветра рассчитаны по модели квазистационарных потоков солнечного ветра, разработанной в НИИЯФ МГУ. Проведено сравнение результатов прогноза межпланетного коронального выброса массы (МКВМ), полученного двумя методами: 1) с использованием начальных скоростей КВМ из базы CACTus по данным коронографа SOHO/LASCO; 2) с использованием начальных скоростей, рассчитанных по максимальному скачку яркости димминга, который можно соотнести с КВМ из базы CACTus по времени. Анализ результатов прогноза показал, что оба метода дают сравнимые ошибки прогноза по времени прибытия МКВМ на околоземную орбиту и его скорости. Для исследования возможности прогноза МКВМ, для которого в коронографе по каким-то причинам может не наблюдаться КВМ, проведено моделирование МКВМ по параметрам диммингов. Результаты показали, что в 43% случаев по параметрам диммингов в центральной области солнечного диска, которые не удалось соотнести с КВМ, можно спрогнозировать время прихода МКВМ с точностью 24 ч.

Российский научный фондRussian Science Foundation22–62–00048Zhang J., Richardson I.G., Webb D.F. et al. Solar and interplanetrary sources of major geomagnetic storms (Dst ≤ –100 nT) during 1996–2005 // J. Geophysical Research: Space Physics. 2007. V. 112. Iss. A10.Ермолаев Ю.И., Николаева Н.С., Лодкина И.Г. и др. Относительная частота появления и геоэффективность крупномасштабных типов солнечного ветра // Косм. исслед.2010. Т. 48. № 1. С. 3–32.Vršnak B., Žic T., Falkenberg T.V. et al. The role of aerodynamic drag in propagation of interplanetary coronal mass ejections // Astronomy & Astrophysics. 2010. V. 512. Iss. A43.Verbeke C., Mays M.L., Temmer M. et al. Benchmarking CME arrival time and impact: progress on metadata, metrics and events // Space Weather. 2019. V. 17. Iss. 1. P. 6–26. https://doi.org/10.1029/2018SW002046Taktakishvili A., Kuznetsova M., MacNeice P. et al. Validation of the coronal mass ejection prediction at the Earth orbit estimated by ENLIL heliosphere cone model // Space Weather. 2009. V. 7. Iss. 3.Pomoell J., Poedts S. EUHFORIA: European heliospheric forecasting information asset. // J. Space Weather Space Clim. 2018. V. 8. Iss. A35. https://doi.org/10.1051/swsc/2018020Zhao X.P., Plunkett S.P., Liu W. Determination of geometrical and kinematical properties of halo coronal mass ejections using the cone model // J. Geophysical Research: Space Physics. 2002. V. 107. Iss. A8. Art. ID. SSH 13–1-SSH 13–9.Verbeke C., Pomoell J., Poedts S. The evolution of coronal mass ejections in the inner heliosphere: implementing the spheromak model with EUHFORIA // Astronomy & Astrophysics. 2019. V. 627. Iss. A111. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201834702Paouris E., Mavromichalaki H. Effective acceleration model for the arrival time of interplanetary shocks driven by coronal mass ejections // Solar Physics. 2017. V. 292. Iss. A180. https://doi.org/10.1007/s11207-017-1212-2Núñez M., Nieves-Chinchilla T., Pulkkinen A. Prediction of shock arrival times from CME and flare data // Space Weather. 2016. V. 14. Iss. 8. P. 544–562. https://doi.org/10.1002/2016SW001361Vršnak B., Žic T., Vrbanec D. et al. Propagation of interplanetary coronal mass ejections: the drag-based model // Solar Physics. 2013. V. 285. Iss. 1–2. P. 295–315. https://doi.org/10.1007/s11207-012-0035-4Riley P., Mays M.L., Andries J. et al. Forecasting the arrival time of coronal mass ejections: analysis of the CCMC CME Scoreboard // Space Weather. 2018. V. 16. Iss. 9. P. 1245–1260. https://doi.org/10.1029/2018SW001962Kaiser M.L., Kucera T.A., Davila J.M. et al. The STEREO mission: an introduction // Space Science Reviews. 2008. V. 136. P. 5–16.Vourlidas A. Mission to the Sun – Earth L5 Lagrangian point: an optimal platform for space weather research // Space Weather. 2015. V. 13. Iss. 4. P. 197–201. https://doi.org/10.1002/2015SW001173Paouris E., Vourlidas A., Papaioannou A. et al. Assessing the projection correction of coronal mass ejection speeds on time-of-arrival prediction performance using the effective acceleration model // Space Weather. 2020. V. 19. Iss. 2. Art. ID. e2020SW002617. https://doi.org/10.1029/2020SW002617Черток И.М., Гречнев В.В. Крупномасштабные «димминги», вызываемые корональными выбросами массы на Солнце, по данным SOHO/EIT в четырех линиях крайнего УФ-диапазона // Астрон. журн. 2003. Т. 80. № 11. C. 1013–1025.Harra L.K., Sterling A.C. Material outflows from coronal intensity «dimming regions» during coronal mass ejection onset // Astrophys. J. Lett. 2001. V. 561. P. L215–L218.López F.M., Cremades H., Balmaceda L.A. et al. Estimating the mass of CMEs from the analysis of EUV dimmings // Astronomy & Astrophysics. 2019. V. 627. Iss. A8. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201834163Dissauer K., Veronig A.M., Temmer M. et al. Statistics of coronal dimmings associated with coronal mass ejections. I. Characteristic dimming properties and flare association // Astrophys. J. 2018. V. 863. Iss. 2. P. 169–188. https://doi.org/10.3847/1538-4357/aad3c6Dissauer K., Veronig A.M., Temmer M. et al. Statistics of coronal dimmings associated with coronal mass ejections. II. Relationship between coronal dimmings and their associated CMEs // Astrophys. J. 2019. V. 874. Iss. 2. P. 123–137. https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab0962Chikunova G., Dissauer K., Podladchikova T. et al. Coronal dimmings associated with coronal mass ejections on the solar limb // Astrophys. J. 2020. V. 896. Iss. 1. P. 17–33. https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab9105Chikunova G., Podladchikova T., Dissauer K. et al. Three-dimensional relation between coronal dimming, filament eruption, and CME // Astronomy & Astrophysics. 2023. V. 678. Iss. A166. https://doi.org/10.1051/0004-6361/202347011Nitta N.V., Mulligan T., Kilpua E.K.J. et al. Understanding the origins of problem geomagnetic storms associated with “stealth” coronal mass ejections // Space Science Reviews. 2021. V. 217. Iss. A82. https://doi.org/10.1007/s11214-021-00857-0Lamy P.L., Floyd O., Boclet B. et al. Coronal mass ejections over solar cycles 23 and 24 // Space Science Reviews. 2019. V. 215. Iss. A39. https://doi.org/10.1007/s11214-019-0605-yВахрушева А.А., Шугай Ю.С., Капорцева К.Б. и др. Параметры корональных диммингов и их вариации в течение 24-го солнечного цикла // Геомагнетизм и аэрономия. 2024. Т. 64. № 1.Robbrecht E., Berghmans D. Automated recognition of coronal mass ejections (CMEs) in near-real-time data // Astronomy & Astrophysics. 2004. V. 425. Iss. 3. P. 1097–1106.Kraaikamp E., Verbeeck C. Solar Demon – an approach to detecting flares, dimmings, and EUV wanes on SDO/AIA images // J. Space Weather Space Clim. 2015. V. 5. Iss. A18. https://doi.org/10.1051/swsc/2015019Shugay Y., Kalegaev V., Kaportseva K. et al. Modeling of solar wind disturbances associated with coronal mass ejections and verification of the forecast results // Universe. 2022. V. 8. P. 565–585. https://doi.org/10.3390/universe8110565Vršnak B., Temmer M., Žic T. et al. Heliospheric propagation of coronal mass ejections: comparison of numerical WSA-ENLIL+Cone model and analytical Drag-based model // Astrophys. J. Suppl. Series. 2014. V. 213. Iss. 2. P. 21–29. https://doi.org/10.1088/0067-0049/213/2/21Dumbović M., Čalogović J., Martinić K. et al. Drag-based model (DBM) tools for forecast of coronal mass ejection arrival time and speed // Frontiers in Astronomy and Space Sciences. 2021. V. 8. Art. ID. A639986. https://doi.org/10.3389/fspas.2021.639986Шугай Ю.С., Капорцева К.Б. Прогноз квазистационарных и транзиентных потоков солнечного ветра по данным наблюдений солнца в 2010 г. // Геомагнетизм и аэрономия. 2021. Т. 61. № 2. C. 148–159. https://doi.org/10.31857/S0016794021020164Wold A.M., Mays M.L., Taktakishvili A. et al. Verification of real-time WSA-ENLIL+Cone simulations of CME arrical-time at the CCMC from 2010 to 2016 // J. Space Weather Space Clim. 2018. V. 8. Iss. A17. https://doi.org/10.1051/swsc/2018005