倪素兰顾斌韩智伊

1)(南京信息工程大学物理系,南京 210044)

2)(南京信息工程大学空间天气研究所,南京 210044)

行星际日冕物质抛射引起福布斯下降的一维随机微分模拟

倪素兰1)2)顾斌1)2)†韩智伊1)2)

1)(南京信息工程大学物理系,南京 210044)

2)(南京信息工程大学空间天气研究所,南京 210044)

(2017年3月6日收到;2017年3月30日收到修改稿)

福布斯下降(Forbush decrease,FD)是银河宇宙线(galactic cosm ic rays,GCRs)受短期剧烈太阳活动调制的重要现象之一.本文设GCRs进入由行星际日冕物质抛射(interplanetary coronalmass ejection,ICME)及其前沿激波共同形成的扰动区时,其径向扩散系数κrr受抑制变为µ(r)·κrr(0＜µ(r)≤1),且抑制强度与粒子位置处的太阳风等离子体速度正相关.对任意时刻的扰动区,抑制系数µ(r)在激波处最小为µ(rsh),并按指数规律增大,在ICME尾部归一.CME爆发时,µ(rsh)取全局最小值µm.在扰动区向日球层外传播的过程中,µ(rsh)逐步恢复为1.在此基础上,根据GOES和ACE卫星观测确定模型参数,用一维随机微分方程描述GCRs在日球层内的传播,并采用倒向随机方法模拟了一个由独立Halo ICME调制GCRs引起的2005年5月15日FD事件.计算所得地面中子通量的主相、恢复相及其在CME到达地球前的增加过程,均与Oulu中子探测器观测结果一致.

行星际日冕物质抛射,福布斯下降,倒向随机微分方法,中子通量

1 引 言

银河宇宙线(galactic cosm ic rays,GCRs)是起源于太阳系之外,主要由质子、α粒子和少量电子组成的高能粒子,其能谱基本服从幂律分布,能量可达到1022eV[1,2].高能GCRs穿越由太阳风等离子体形成的日球层,到达地球大气层后,与大气发生碰撞并使气体分子电离,形成广延大……