Kwantificeren van de evolutie van interplanetaire coronale massauitstotingen door het koppelen van fysica-gebaseerde en datagestuurde modellering

Coronale Massa Ejecties (CME's) worden beschouwd als ééen van de grootste drijvers van het ruimteweer. Ze bestaan uit gigantische uitbarstingen van magnetisch plasma dat voornamelijk origineert uit actieve regio's in de lage corona en ze komen verrassend vaak voor. Tijdens een zonnemaximum komen ze op dagelijkse basis voor, soms wel meer dan tien keer per dag. CME's kunnen een effect hebben op ruimtemissies en wanneer ze richting onze aarde propageren en met de magnetosfeer van de aarde interageren, is het mogelijk dat ze verschillende moderne middelen beïnvloeden, waaronder satellieten, de luchtvaart sector, electriciteitsnetwerken of gas- en oliepijpleidingen. Daarbovenop, kunnen ze ook ons dagelijkse leven beïnvloeden door ons gps-signaal te verstoren. Zulke gevolgen zijn het direct effect van een geomagnetische storm en het voorspellen van deze events en de zwaarte ervan zijn van enorm belang voor onze maatschappij. Aan de basis hiervan ligt het begrijpen van de fysische processen die een CME vormen en de eruptie van een CME beïnvloeden, maar zeker even belangrijk voor de verbetering van onze huidige ruimteweer voorspellingen zijn de propagatie van de CME doorheen de heliosfeer en hun invloed op aarde, andere planeten of een satelliet die gemonitord wordt. Of een CME een sterke invloed heeft op onze aarde of niet, is over het algemeen afhankelijk van de dynamische druk, snelheid, magnetische veld structuur en de sterkte van het magneetveld in kwestie. 

In deze thesis hebben we gefocust op zowel het in kaart brengen van de huidige capaciteiten met betrekking tot de predicitie van CME's als ook de verbetering van het European Heliospheric FOREcasting Information Asset (EUHFORIA) model, een recent ontwikkeld magnetohydrodynamisch model van de heliosfeer dat zowel de zonnewind als ook CMEs kan simuleren. We focussen op het implementeren van een gemagnetiseerd CME model. Simulaties met het nieuwe CME model worden vergeleken met observaties. Verder bestuderen we ook hoe het gebruik van grid stretchen en adapties mesh verfijning invloed hebben op de simulatie tijd en de accuraatheid van het model.

De resultaten van deze thesis hebben een directe impact op de verbetering van simulaties omtrend de propagatie van CMEs in de heliosfeer, en dan specifiek door de inclusie van een magnetische structuur. Verder voorziet het ook ondersteuning en houvast voor wetenschappers en gebruikers door meer inzicht te geven over de errors die gerelateerd zijn aan de CME model parameters en door richtlijnen te geven en eerste stappen te zetten richting een door de ruimteweergemeenschap ontwikkeld ijkpunt voor CME aankomsttijden en hun invloed.