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Advances in 3D Reconstruction of Coronal Mass Ejections
Chinese Astronomy and Astrophysics Pub Date : 2023-03-17 , DOI: 10.1016/j.chinastron.2023.03.010
Zhao Xing-mei, Feng Li, Song Hong-qiang, Lin Jun

Coronal mass ejection (CME) is the large scale magnetized plasmoid ejected from the Sun, which brings huge amount of magnetic flux and plasma into interplanetary space. An earthward CME will interact with the magnetosphere of the Earth, and invokes the substorm and the other phenomena of the space weather as it approaches to the Earth. The 2-dimensional data provided by the current observational techniques cannot describe the true magnetic structure and the plasma distribution of CMEs comprehensively. We need to look into the 3-dimensional structure and the associated three components of CME speeds in order to predict the time when an ICME (Interplanetary CME) reaches the Earth, and the potential consequent impact on the Earth and the nearby environment. In this paper, 3D reconstruction methods of CME based on existing imaging observations are introduced, including two kinds of reconstruction methods based on coronagraph data and heliosphere imager data, and CME-driven shock wave 3D reconstruction methods with high correlation with CME imaging reconstruction. Each method shows apparent advantages in dealing with specific events, but its weakness and necessary constrains to its applications exist as well. Results obtained via various methods are compared in this work, and we found that CME velocities and moving directions deduced from these methods are fairly close to one another, which shows high reliability of these methods. Finally, the hot topics related to the 3-dimensional reconstruction of CME (ICME) and the relevant development in reconstructing methods are also discussed.



中文翻译:

日冕物质抛射的 3D 重建进展

日冕物质抛射(CME)是从太阳抛射出的大规模磁化等离子团,它将大量的磁通量和等离子体带入行星际空间。向地 CME 将与地球磁层相互作用,并在接近地球时引发亚暴和其他太空天气现象。目前观测技术提供的二维数据无法全面描述CME的真实磁结构和等离子体分布。我们需要研究 3 维结构和 CME 速度的相关三个组成部分,以便预测 ICME(星际 CME)到达地球的时间,以及对地球和附近环境的潜在影响。在本文中,介绍了基于现有成像观测的CME三维重建方法,包括基于日冕仪数据和日光层成像仪数据的两种重建方法,以及与CME成像重建高度相关的CME驱动激波三维重建方法。每种方法在处理特定事件时都表现出明显的优势,但也存在其应用的弱点和必要的约束。本文对通过各种方法获得的结果进行了比较,我们发现从这些方法推导的 CME 速度和运动方向彼此相当接近,这表明这些方法具有很高的可靠性。最后,还讨论了与CME 3维重建(ICME)相关的热点问题以及重建方法的相关发展。包括基于日冕仪数据和日光层成像仪数据的两种重建方法,以及与CME成像重建高度相关的CME驱动的冲击波三维重建方法。每种方法在处理特定事件时都表现出明显的优势,但也存在其应用的弱点和必要的约束。本文对通过各种方法获得的结果进行了比较,我们发现从这些方法推导的 CME 速度和运动方向彼此相当接近,这表明这些方法具有很高的可靠性。最后,还讨论了与CME 3维重建(ICME)相关的热点问题以及重建方法的相关发展。包括基于日冕仪数据和日光层成像仪数据的两种重建方法,以及与CME成像重建高度相关的CME驱动的冲击波三维重建方法。每种方法在处理特定事件时都表现出明显的优势,但也存在其应用的弱点和必要的约束。本文对通过各种方法获得的结果进行了比较,我们发现从这些方法推导的 CME 速度和运动方向彼此相当接近,这表明这些方法具有很高的可靠性。最后,还讨论了与CME 3维重建(ICME)相关的热点问题以及重建方法的相关发展。与CME成像重建高度相关的CME驱动的冲击波三维重建方法。每种方法在处理特定事件时都表现出明显的优势,但也存在其应用的弱点和必要的约束。本文对通过各种方法获得的结果进行了比较,我们发现从这些方法推导的 CME 速度和运动方向彼此相当接近,这表明这些方法具有很高的可靠性。最后,还讨论了与CME 3维重建(ICME)相关的热点问题以及重建方法的相关发展。与CME成像重建高度相关的CME驱动的冲击波三维重建方法。每种方法在处理特定事件时都表现出明显的优势,但也存在其应用的弱点和必要的约束。本文对通过各种方法获得的结果进行了比较,我们发现从这些方法推导的 CME 速度和运动方向彼此相当接近,这表明这些方法具有很高的可靠性。最后,还讨论了与CME 3维重建(ICME)相关的热点问题以及重建方法的相关发展。本文对通过各种方法获得的结果进行了比较,我们发现从这些方法推导的 CME 速度和运动方向彼此相当接近,这表明这些方法具有很高的可靠性。最后,还讨论了与CME 3维重建(ICME)相关的热点问题以及重建方法的相关发展。本文对通过各种方法获得的结果进行了比较,我们发现从这些方法推导的 CME 速度和运动方向彼此相当接近,这表明这些方法具有很高的可靠性。最后,还讨论了与CME 3维重建(ICME)相关的热点问题以及重建方法的相关发展。

更新日期:2023-03-18
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