日冕物质抛射(CME)是一种太阳大气中大范围的物质和能量爆发现象,对空间天气有重要影响。当它传播到行星际中,我们称之为ICME。研究它的性质,对于空间天气的预报有着重要的意义。目前对CME的爆发、传播以及对地球影响的研究仍然存在很多问题需要解决,其中重要的一个问题是对CME南向磁场的预报。研究发现,许多CME拥有磁流绳(磁绳)结构,而磁绳是一种磁场具有规律的结构,因此研究CME磁绳从日面到行星际的运动和演变对预报CME南向磁场具有重要意义。本文利用位于不同位置的多颗空间探测器的遥感观测和就地观测数据,研究CME磁绳旋转、非径向运动及其地磁效应。本文基于SDO、SOHO、STEREO A以及Wind等探测器的的遥感和局地数据,运用渐变圆柱壳(Graduated Cylindrical Shell,GCS),Grad-Shafranov(G-S)重构和非线性无力场(Nonlinear Force-Free Field,NLFFF)外推等方法,分析了 2015年12月16日的一次CME事件。结论如下:(1)由于源区日冕磁场的不对称分布,CME在低日冕传播过程中,传播方向在经度和纬度上分别改变了大约45°和30°。运用NLFFF外推模型,我们得到了活动区的日冕磁场。日冕磁场在不同高度上的的能量密度分布朝向东北方向都有一个明显的梯度降,并且和CME的传播方向一致。这种现象表明了日冕活动区磁场在CME传播中的重要作用;(2)由于低日冕活动区磁场的作用,磁绳在低日冕的爆发过程旋转了 95°。磁绳在源区几乎是水平的,而在较高高度日冕和地球附近,磁绳基本朝南了。以前关于磁绳磁张力(magnetic tension force)对磁绳旋影响影响的研究表明,磁绳和活动区手性决定了磁绳旋转方向:手性为正(右手手性),旋转方向为顺时针;手性为负(左手手性),旋转方向为逆时针。在我们研究的事例中,右手手性的磁绳旋转方向却是逆时针的。由此我们推断,日冕磁场对磁绳旋转有重要的作用。(3)在CME活动源区,CME磁绳基本是水平状态,由于磁绳的旋转,当CME到达地球时,磁绳的轴向指向南方,磁绳轴向磁场提供了持续的南向磁场,造成了较强的地磁暴。由此说明了旋转运动对CME的空间天气效应有重要的影响。本文的创新点和特色是:(1)运用多个探测器,多种探测方法和多种成熟的模型,准确得到CME磁绳的结构特征,全面地观测到了磁绳从日冕到1AU传播过程中形态演化,研究结果表明,磁绳旋转和非径向运动主要发生在低日冕区域,低日冕磁场起到了重要作用。(2)作者利用外推方法,得到了日冕磁场的结构,分析了活动源区的磁场能量密度分布,分析结果发现低日冕磁场的不平衡分布是导致磁绳旋转和非径向运动的重要原因。(3)通过分析地球附近磁云中磁绳的结构发现,磁绳旋转能改变磁云南向分量的强度和持续时间,对CME的地磁效应有重要的影响。