元素丰度在行星际日冕物质抛射（ICME）和太阳风研究中扮演着重要角色。研究人员通常采用1au附近ICME和太阳风元素丰度来反映相应日冕源区元素丰度。然而由于差动速度（Vip）的存在，可能导致日冕与1au处观测到的元素丰度存在差异。本研究旨在探索ICME与太阳风中Vip和Vio的特性，以及探究Vip和Vio是否会对元素丰度分析产生影响。基于ACE卫星SWEPAM的质子数据、SWICS的重离子数据以及MAG的行星际磁场数据，我们开展了本次研究。
结合Richardson和Cane的ICME列表，我们分析了1998年2月至2011年8月期间太阳风与319个ICME内差动速度的分布情况，并绘制了Vαp、Vc5+p、Vo6+p及VFe10+p的概率分布直方图，如图1所示。对于中速太阳风（速度介于400 km/s和600 km/s之间）和快速太阳风（速度大于600 km/s），其Vip显著偏离零值，均值与中位数较大。慢速太阳风（速度小于400 km/s）的Vip均值与中位数接近于零。值得注意的是，随着日心距离的减小，Vαp的值逐渐增大，在接近太阳区域这一趋势在慢速太阳风中尤为明显。因此，我们推断1 au处太阳风的绝对丰度可能与日冕源区的绝对丰度存在差异。对于ICME，无论其传播速度如何，1au处Vip均不明显。此外，在约0.3 au至5 au的距离范围内，ICME的Vip无明显变化，因此我们推测1 au处ICME的绝对丰度与日冕源区的绝对丰度相同。不过需借助帕克太阳探测器（PSP）的观测数据进行验证。
其次，我们对ICME和太阳风中重离子与O6+间的差动速度 (Vio）进行了分析，如图2所示。在ICME和太阳风中Vio均接近于零，同时皮尔逊相关系数（cc）与线性拟合斜率（k）的数值均趋近于1。所有重离子以相同的速度在空间传播，因此1 au附近ICME和太阳风的相对元素丰度能够反映日冕相对元素丰度。
此外我们也计算了1998年至2011年快速太阳风与中速太阳风Vip的年平均值，并计算了年均Vip与年太阳黑子数之间的斯皮尔曼相关系数。所得相关系数均高于0.8，表明1 au附近快速太阳风与中速太阳风的Vip具有显著的太阳活动周期性。
图1：ICME与太阳风的α-proton差动速度概率直方图
图2：ICME与太阳风的α-O6+差动速度概率直方图及二维速度直方图
图3：1998 年至 2011 年快速太阳风（绿色）和中速太阳风（红色）中重离子-质子差动速度随时间的变化。
论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad46f7
