行星际日冕物质抛射在内日球层径向传播过程中会不断膨胀。假设该膨胀是绝热进度,那么一般认为ICME内等离子体温度的下落速度会比周边的太阳风等离子体要快。近年来,中科院国家空间科学中央天气室研讨员王赤、刘颍等人通过对早先时期的总计砚究举办辨析,开采30
AU以内ICME等离子体温度的狂降速率和周边太阳风的景观大意非常,何况经验性鲜明的多方过程指数也在1.15~1.33里头,那与事先的预料存在不等同,表明ICME中留存等离子体加热进程。

阿尔芬波是行星际空间广阔存在的一种首要的MHD波模,太阳风极其是高速流的大好多扰动都设有显明的阿尔芬Porter性。阿尔芬波对空中等离子体的成都百货上千物理进度,如日冕加热、太阳风加速、地球磁性扰动的多变等,都有着首要的孝敬,由此引起我们们的周边关注。决断二个行星际扰动是还是不是属于阿尔芬波平常须要验证Walen关系。古板的确诊方法供给标准明确背景磁场和de霍夫曼-Teller坐标系。将来的探讨一般为了简化而利用平均值来替代。不过,背景磁场并不是可观衡量,平时的平分近似有的时候会拉动一点都不小基值误差,其动向照旧玉盘盂开90度。另外,de霍夫曼-Teller坐标系并不是总是存在,其规定进程包涵的有些假如也会带来一密密麻麻抽样误差,而且实际的非均匀太阳风中大概带有众多比不上条件和持续时间的动态结构,互相的de霍夫曼-Teller坐标系可能离开十分大,简单利用平均值并不创立。近日,学者们也日趋察觉到思想的简化检查判断方法存在的难题,并且感觉过去斟酌收获的阿尔芬Porter性还必要再一次评估。

阿尔芬波是等离子体中的基本波模,由空间物理先驱Noble奖得主H.Alfvén预知建议。重力学阿尔芬波(Kinetic
Alfvén
Wave,KAW)由阿尔芬波演化而来,特征是在笔直磁力线方向上的波长小于离子运动条件。磁层香岛中华电力有限集团流片平时很薄,能够接近离子运动的特色尺度;在薄电流片中,不均匀性的上空尺度和波长极度,KAW必然从平面波过渡到本征模的款式。Dai[2009]从理论上原创提议引力学阿尔芬本征波模(Kinetic
Alfvén Eigenmode)的定义,用来分解磁重联电流片中的哈尔l电磁场,哈尔l电流。

行星际空间的低频阿尔芬波通过非线性串级进度可将能量从大口径向小准则结构传输,那被认为是ICME等离子体的十分重要加热机制之一。不过时至明天,除了北大和德意志基尔高校的日光风湍流联合讨论团体报纸发表过三个例子以外,鲜有ICME中的阿尔芬波见诸报端。时下,学者们对阿尔芬波加热机制的精通越多的是透过理论剖判和数值模拟获得的。

为了幸免鲜明背景磁场和de霍夫曼-Teller坐标系所带动的测量误差,中国科高校国家空间科学主题空间天气学国家关键实验室的备选探究员柳盈瑄、研讨员王赤与四川国立中大教师赵寄昆等合营商量,建议了一种不借助于背景磁场和deHoffman-Teller坐标系的检查判断行星际阿尔芬波的新章程。该方法运用带通滤波实信号来验证Walen关系,能够有效诊断阿尔芬波并赢得前边商讨鲜有关注的阿尔芬波频率音讯。为了印证该格局的鲁棒性,他们将其使用到混合了暗绛红噪声且带有四个分化频率纯阿尔芬波的效仿太阳风高速流上。该办法能够确切剖断出该高速流包含四个例外频率的阿尔芬波,并且相应的功能新闻也能卓有效用识别出来。他们还将该方法运用到多个实际的太阳风高速流上,开掘在1
AU附近存在相当多高纯度的阿尔芬波。那也暗暗表示此前研商感觉1
AU处高纯度阿尔芬波极少被发觉只怕是由于会诊方法的相对误差。

中科院国家空间科学中央空间天气学国家根本实验室段素平、戴磊、王赤等人多年来重组THEMIS卫星和地面台站的观看比赛资料,第一遍从察看上证实了近地球磁性尾等离子体片中留存KAW本征模结构,开掘KAW本征模很好地顺应重联区传播出去的Hall电磁场。这一探讨为KAW本征模那些原创物理概念提供了强有力的洞察协助。如暗示图1所示,观测上KAW本征模的显著特征是兼备强单一趋势扰动电磁场脉冲,指导强的、沿背景磁场方向的Poynting通量。观测结果注明该KAW本征模与亚暴过程膨胀相进度中极光增亮有强相关性。KAW本征模指导的能量和场向电流能很好地表达亚暴膨胀进度中的极光增亮,如图2所示。

新近,空间天气学国家重大实验室的李欣蔓和王赤建议了一种新的阿尔芬波会诊方法能够使得识别行星际阿尔芬波,同有时间制止高纯度阿尔芬波的疏漏。在此办法基础上,他们与天气室副研商员张灵倩、北大教书何建森、华盛顿圣路易斯分校大学教书JohnD. Richardson & John W. Belcher张开同盟钻探,利用Voyager
2的观测数据深入分析了1~6
AU之间的32个ICME事件,开掘:1)ICME中存在数量可观的阿尔芬波时域信号,在那之中二十五个ICME中能够会诊出高纯度阿尔芬波的留存,并大致占到ICME总时间的12.6%;2)ICME中的阿尔芬波首要集中在结构的多少个边界和大旨,呈“W”型布满特点。而ICME中的等离子温度也呈现出类似的“W”型布满;3)ICME中阿尔芬波的产生率比较周边太阳风中的要小得多,特别是4.75
AU以内。随着日心距的扩大,ICME和四周太阳风中的阿尔芬波比例都大意上呈线性递减的规律。

该项钻探成果对于再次评估行星际阿尔芬波的特色有着显要意义,发布在学术期刊Journal
of Geophysical Research:Space Physics
上。

KAW本征模是空间物理中的原创物理概念,其观看证实有十分重要的意思,对深远切磋引力学阿尔芬波、磁重联中的小尺码结构、磁层和电离层的耦合等研讨领域,有首要的应用价值。该散文发布于学术期刊Journal
of Geophysical Research :Space Physics

该项切磋结果表明,阿尔芬波对ICME中的局地等离子体加热有有目共睹的孝敬,为精晓空间物军事学的世纪难点——太阳风的加热和加速提供了新的洞察线索。该杂文发布在学术期刊《天体物艺术学快报》(The
Astrophysical Journal Letters
)上。

舆论音讯:Li, H., C. Wang, J. K. Chao, and W. C. Hsieh , A new approach
to identify interplanetary Alfven waves and to obtain their frequency
properties, J. Geophys. Res. Space Physics
, 121, 42–55,
doi:10.1002/2015JA021749.

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