Coronal dimming parameters and their variations in the 24th solar cycle

A. A. Vakhrusheva; Вахрушева А. А.; Yu. S. Shugay; Шугай Ю. С.; K. B. Kaportseva; Капорцева К. Б.; V. E. Eremeev; Еремеев В. Е.; V. V. Kalegaev; Калегаев В. В.

doi:10.31857/S0016794024010017

Параметры корональных диммингов и их вариации в течение 24-го солнечного цикла

Авторы: Вахрушева А.А.¹, Шугай Ю.С.¹, Капорцева К.Б.¹, Еремеев В.Е.¹, Калегаев В.В.¹
Учреждения:
1. Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова (МГУ)
Выпуск: Том 64, № 1 (2024)
Страницы: 3-12
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0016-7940/article/view/260737
DOI: https://doi.org/10.31857/S0016794024010017
EDN: https://elibrary.ru/GRSFFB
ID: 260737

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Исследованы параметры диммингов и их связь с корональными выбросами массы для определения расположения возможных источников выбросов на диске Солнца в ходе 24-го солнечного цикла. Использована база данных Solar Demon, в которой содержится информация по вспышкам и диммингам, полученная путем обработки изображений с космической обсерватории SDO/AIA. Из всех проанализированных диммингов 16% соотнесены с корональными выбросами массы из базы данных CACTus по данным коронографа SOHO/LASCO за 2010−2018 гг. По распределению параметров установлено, что димминги, связанные с корональными выбросами массы, в среднем являются событиями с большими абсолютными величинами параметров. Между центральным углом димминга и центральным углом соотнесенного с ним коронального выброса массы коэффициент корреляции равен 0.96. Для диммингов, наблюдаемых в центральной части диска Солнца, были получены коэффициенты корреляции между скоростью коронального выброса массы и параметрами димминга, близкие к 0.5. Полученные результаты могут быть использованы для моделирования распространения корональных выбросов массы и уточнения вероятности их прихода на околоземную орбиту.

Полный текст

Россия, Москва

Список литературы

Черток 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. Т. 80. № 11. C. 1013–1025. 2003.
Черток И.М., Гречнев В.В. Некоторые проявления крупномасштабной активности на солнечном диске в связи с корональными выбросами массы // Солнечно-земная физика. Т. 6. С. 101—103. 2004.
Chertok I.M., Grechnev V.V. Manifestations of CME-associated dimmings at four EUV wavelengths of SOHO/EIT // International Solar Cycle Studies Symposium 2003 “Solar Variability as an Input to the Earth’s Environment”, Tatranská Lomnica, Slovakia, 23–28 June 2003. Ed. A. Wilson. ESA SP-535
Chertok I.M., Grechnev V.V. Large-scale activity in the Bastille Day 2000 solar event // Sol. Phys. V. 229. P. 95— 114. 2005. doi: 10.1007/s11207-005-3654-1
Chikunova G., Dissauer K., Podladchikova T., Veronig A.M. Coronal dimmings associated with coronal mass ejections on the solar limb // Astrophys. J. V. 896. P. 17—33. 2020. doi: 10.3847/1538-4357/ab9105
Compagnino A., Romano P., Zucarello F. A statistical study of CME properties and of the correlation between flares and CMEs over solar cycles 23 and 24 // Sol. Phys. V. 292. A5. 2017. doi: 10.1007/s11207-016-1029-4
Dissauer K., Veronig A.M., Temmer M., Podladchikova T., Vanninathan K. Statistics of coronal dimmings associated with coronal mass ejections. I. Characteristic dimming properties and flare association // Astrophys. J. V. 863. P. 169–188. 2018. doi: 10.3847/1538-4357/aad3c6
Dissauer K., Veronig A.M., Temmer M., Podladchikova T. Statistics of coronal dimmings associated with coronal mass ejections. II. Relationship between coronal dimmings and their associated CMEs // Astrophys. J. V. 874. P. 123— 137. 2019. doi: 10.3847/1538-4357/ab0962
Gopalswamy N., Kaiser M.L., MacDowall R.J., Reiner M.J., Thompson B.J., St. Cyr O.C. Dynamical phenomena associated with a coronal mass ejection // AIP Conference Proceedings. V. 471. P. 641–644. 1999.
Gopalswamy N., Yashiro S., Mäkelä P., Michalek G., Shibasaki K., Hathaway D.H. Behavior of solar cycles 23 and 24 revealed by microwave observations // Astrophys. J. Lett. V. 750. L42. 2012. doi: 10.1088/2041-8205/750/2/L42
Hansen R.T., Garcia C.J., Hansen S.F., Yasukawa E. Abrupt depletions of the inner corona // Pub. Astron. Soc. Pacific. V. 86. P. 500— 515. 1974. doi: 10.1086/129638
Harra L.K., Sterling A.C. Material outflows from coronal intensity “dimming regions” during coronal mass ejection onset // Astrophys. J. Lett. V. 561 L215–L218. 2001. doi: 10.1086/324767
Harrison R.A., Bryans P., Simnett G.M., Lyons M. Coronal dimming and the coronal mass ejection onset // Astron. Astrophys. V. 400. P. 1071–1083. 2003. doi: 10.1051/0004-6361:20030088
Hudson H.S., Acton L.W., Freeland S.L. A long-duration solar flare with mass ejection and global consequences // Astrophys. J. V. 470 P. 629–635. 1996. doi: 10.1086/177894
Hudson H.S., Webb D.F. Soft X-ray signatures of coronal ejections // Geophys. Monogr. Ser. V. 99. Eds. N. Crooker, J. A. Joselyn, J. Feynman. P. 27–38. Washington, AGU. 1997. doi: 10.1029/GM099p0027
Hurlburt N., Cheung M., Schrijver C., et al. Heliophysics event knowledgebase for the Solar Dynamics Observatory (SDO) and beyond // Sol. Phys. V. 275 P. 67–78. 2012. doi: 10.1007/s11207-010-9624-2
Jin M., Cheung M.C.M., DeRosa M.L., Nitta N.V., Schrijver C.J. Coronal mass ejections and dimmings: a comparative study using MHD simulations and SDO observations // Astrophys. J. V. 928. № 2. P. 154–165. 2022. doi: 10.3847/1538-4357/ac589b
Kraaikamp E., Verbeeck C. Solar Demon — an approach to detecting flares, dimmings and EUV waves on SDO/AIA images // J. Space Weather Spac. V. 5 A18. 2015. doi: 10.1051/swsc/2015019
Lamy P.L., Floyd O., Boclet B., Wojak J., Gilardy H., Barlyaeva T. Coronal mass ejections over solar cycles 23 and 24 // Space Sci. Rev. V. 215. A39. 2019. doi: 10.1007/s11214-019-0605-y
López F.M., Cremades H., Balmaceda L.A., Nuevo F.A., Vásquez A.M. Estimating the mass of CMEs from the analysis of EUV dimmings // Astron. Astrophys. V. 627 A8. 2019. doi: 10.1051/0004-6361/201834163
Mason J.P., Woods T.N., Webb D.F., Thompson B.J., Colaninno R.C., Vourlidas A. Relationship of EUV irradiance coronal dimming slope and depth to coronal mass ejection speed and mass // Astrophys. J. V. 830. № 1. P. 20–31. 2016. doi: 10.3847/0004-637X/830/1/20
Muhr N., Veronig A.M., Kienreich I.W., Temmer M., Vršnak B. Analysis of characteristic parameters of large-scale coronal waves by the Solar-Terrestrial Relations Observatory / Extreme Ultraviolet Imager // Astrophys. J. V. 739. № 2. A. 89. 2011. doi: 10.1088/0004-637X/739/2/89
NASA Interactive Multi-Instrument Database of Solar Flares https://data.nas.nasa.gov/helio/portals/solarflares/
NASA SOHO LASCO CME CATALOG — CDAW DATA CENTER. https://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list/
Podladchikova T., Veronig A.M., Dissauer K., Temmer M., Podladchikova O. Three-dimensional reconstructions of extreme-ultraviolet wave front heights and their influence on wave kinematics // Astrophys. J. V. 877. № 2. A. 68. 2019. doi: 10.3847/1538-4357/ab1b3a
Reinard A.A., Biesecker D.A. Coronal mass ejection — associated coronal dimmings // Astrophys. J. V. 674. P. 576— 585. 2008. doi: 10.1086/525269
Robbrecht E., Berghmans D., Van der Linden R.A.M. Automated LASCO CME catalog for solar cycle 23: are CMEs scale invariant? // Astrophys. J. V. 691. № 2. P. 1222–1234. 2009. doi: 10.1088/0004-637X/691/2/1222
Rodkin D., Slemzin V., Zhukov A.N., Goryaev F., Shugay Y., Veselovsky I. Single ICMEs and complex transient structures in the solar wind in 2010–2011 // Sol. Phys. V. 293. A. 78. 2018. doi: 10.1007/s11207-018-1295-4
Rust D.M., Hildner E. Expansion of an X-ray coronal arch into the outer corona // Sol. Phys. V. 48. P. 381–387. 1976. doi: 10.1007/BF00152003
Shugai Y.S. Analysis of quasistationary solar wind stream forecasts for 2010-2019 // Russian Meteorology and Hydrology. V. 46. P. 172–178. 2021. doi: 10.3103/s1068373921030055
Shugay Y., Kalegaev V., Kaportseva K., Slemzin V., Rodkin D., Eremeev V. Modeling of solar wind disturbances associated with coronal mass ejections and verification of the forecast results // Universe. V. 8. № 11. P. 565–585. 2022. doi: 10.3390/universe8110565
Solar Influences Data Analysis Center (Royal Observatory of Belgium) Solar Demon — Flares, Dimmings and EUV waves event detection. https://www.sidc.be/solardemon/
Solar Influences Data Analysis Center (Royal Observatory of Belgium) CACTus CME Homepage. https://www.sidc.be/cactus/
Solar Influences Data Analysis Center (Royal Observatory of Belgium) Sunspot Number | SILSO https://www.sidc.be/silso/datafiles
Sterling A.C., Hudson H.S. Yohkoh SXT observations of X-ray “dimming” associated with a halo coronal mass ejection // Astrophys. J. V. 491. № 1. P. L55–L58. 1997. doi: 10.1086/311043
Ternullo M. Looking inside the butterfly diagram // Astronomische Nachrichten. V. 328. № 10. P. 1023–1026. 2007. doi: 10.1002/asna.200710868
Vanninathan K., Veronig A.M., Dissauer K., Temmer M. Plasma diagnostics of coronal dimming events // Astrophys. J. V. 857. P. 62–83. 2018. doi: 10.3847/1538-4357/aab09a
Veronig A.M., Podladchikova T., Dissauer K., Temmer M., Seaton D.B., Long D., Guo J., Vršnak B., Harra L., Kliem B. Genesis and impulsive evolution of the 2017 September 10 coronal mass ejection // Astrophys. J. V. 868. № 2. A. 107. 2018. doi: 10.3847/1538-4357/aaeac5
Webb D.F., Lepping R.P., Burlaga L.F., DeForest C.E., Larson D.E., Martin S.F., Plunkett S.P., Rust D.M. The origin and development of the May 1997 magnetic cloud // J. Geophys. Res. V. 105. № A12. P. 27251— 27260. 2000. doi: 10.1029/2000JA000021
Xie H., Ofman L., Lawrence G. Cone model for halo CMEs: application to space weather forecasting // J. Geophys. Res. V. 109. A03109. 2004. doi: 10.1029/2003JA010226
Yashiro S., Michalek G., Gopalswamy N. A comparison of coronal mass ejections identified by manual and automatic methods // Ann. Geophysicae. V. 26. № 10. P. 3103— 3112. 2008. doi: 10.5194/angeo-26-3103-2008

Дополнительные файлы

Доп. файлы

Действие

1. JATS XML

Скачать

2. Рис. 1. Расчет позиционного угла для димминга (слева) и КВМ (справа).

Скачать (172KB)

Метаданные

3. Рис. 2. Гистограммы распределения параметров димминга: (а) − максимального значения модуля полной яркости; (б) — максимального скачка яркости; (в) — максимальной площади; (г) — продолжительности димминга. По оси Y слева отложено количество событий для всех диммингов (черные столбцы), справа — количество событий для диммингов, соотнесенных с КВМ (заштрихованные столбцы). Кривые обозначают аппроксимацию плотностью логнормального распределения.

Скачать (577KB)

Метаданные

4. Рис. 3. Вариации событий солнечной активности по годам. По оси Y слева отложено количество событий (диммингов, вспышек, КВМ), справа − усреднeнное за год число солнечных пятен по данным WDC-SILSO (https://www.sidc.be/silso/datafiles ).

Скачать (180KB)

Метаданные

5. Рис. 4. Зависимость средней широты димминга от времени за 2010–2018 гг.

Скачать (132KB)

Метаданные

6. Рис. 5. Зависимость средней скорости КВМ в коронографе от максимальной площади димминга для всех соответствующих КВМ и диммингов. Прямая обозначает линейную зависимость логарифмов параметров.

Скачать (103KB)

Метаданные

7. Рис. 6. Зависимость средней скорости КВМ в коронографе от максимальной площади димминга. Расчет сделан для выборки диммингов из центральной области диска Солнца. Прямая обозначает линейную зависимость логарифмов параметров.