日冕磁環(huán)中橫向震蕩在日冕加熱問題和冕震學(xué)中的可能應(yīng)用
發(fā)布時間:2020-12-14 21:23
作為天體物理研究中的重要問題之一,日冕加熱問題至今懸而未決。而要解決日冕加熱問題,則必須明確:一、能量從哪里來?二、能量如何輸運和耗散?活動區(qū)冕環(huán)是日冕大氣中典型的磁結(jié)構(gòu),因而這類磁結(jié)構(gòu)中加熱機(jī)制的研究是閉場區(qū)日冕加熱問題研究的核心。自TRACE衛(wèi)星在活動區(qū)冕環(huán)中首次無爭議地給出成像觀測證據(jù)(Aschwanden et al.,1999;Nakariakov et al.,1999)以來,越來越多的觀測實例給出,活動區(qū)冕環(huán)受激呈現(xiàn)橫向往復(fù)運動,其最自然的理解方式是扭曲振蕩。作為唯一能引起磁結(jié)構(gòu)橫向位移的集體波動模式,扭曲振蕩可由環(huán)足處光球米粒組織的無規(guī)運動激發(fā)并向環(huán)系統(tǒng)注入能流。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,光球?qū)α鬟\動的能量已足夠提供日冕加熱所需。但是由于日冕中雷諾數(shù)和磁雷諾數(shù)都很大,這使得集體振蕩攜帶的波能必須依賴于小尺度結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生才能有效地通過電阻或粘性等非理想機(jī)制耗散。在波致加熱機(jī)制的研究中,小尺度結(jié)構(gòu)如何產(chǎn)生至關(guān)重要,而扭曲振蕩和阿爾芬振蕩在這個過程中扮演了重要的角色。阿爾芬波可有效的攜帶能量,當(dāng)其在非均勻介質(zhì)中傳播時,由于不同磁面間阿爾芬速的差異使得橫向速度和磁場擾動很容易發(fā)展出較強(qiáng)的梯度...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:111 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.2:在日全食期間拍攝的白光日冕
?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???mM??圖1.2:在日全食期間拍攝的白光日冕。取自Pa^sachoffet,?al.?(2007)。??1?million?p?l〇 ̄3??r\〇ensity?,??、、、?\?Temperature?j〇_5??-7?100,000?r-?、、、'?B??w?:?Photosphere、、Chromosphere?Corona?^9??1?: ̄^?=1°"?^??2?_?\??|?-?、、、、?§??#?擊?'、、、J?_?1〇-9?|??T?Density?-?10_11??1?min?、■*■?■?—?__???1?qqq1?I?i?i?i?i?I?i?i?I?1?1?I?I?I?i?1???’?0?1,000?2,000?3,000??Height?(km)??圖1.3:從光球?qū)拥饺彰釋訙囟群兔芏鹊淖兓。取自Pries?(2014)。??3??
?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???圖1.4:?2018年6月24日SDO/AIA所觀測到的典型的活動區(qū)環(huán)。取自NASA/SDO衛(wèi)星??的官方網(wǎng)站https://sdo.gsfc.nasa.gov/gallery/main/item/913.??環(huán)中的駐波。??1.2理論基礎(chǔ)??1.2.1?磁流體力學(xué)(MHD)方程組??日冕是完全電離的等離子體,其描述并非易事。為描述等離子體行為,原??則上可以由玻爾茲曼方程出發(fā),通過構(gòu)造物理上最為完備的等離子體動力學(xué)理??論體系來進(jìn)行,F(xiàn)實中,由于其海量計算資源需求,直接以動力學(xué)理論來描述??日冕■大尺度動力學(xué)往往不可行。磁流體力學(xué)(Magnetohydrodyiwniirs,通常簡??稱MHD)從宏觀角度提供了一種更具現(xiàn)實可行性的描述方式,它通過求解溫??度、密度、速度等宏觀上的統(tǒng)計平均參量,描述等離子體的大尺度且相對緩慢??的動力學(xué)行為。在太陽大氣物理學(xué)的理論和數(shù)值模擬研究中,磁流體力學(xué)已成??為--種常規(guī)的出發(fā)點。由于它也是本學(xué)位論文工作的基石,我們在下文對其數(shù)??學(xué)描述做較詳細(xì)的介紹。為簡單起見,下文只考慮由電子和質(zhì)子組成的雙組分??4??
本文編號:2917037
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:111 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.2:在日全食期間拍攝的白光日冕
?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???mM??圖1.2:在日全食期間拍攝的白光日冕。取自Pa^sachoffet,?al.?(2007)。??1?million?p?l〇 ̄3??r\〇ensity?,??、、、?\?Temperature?j〇_5??-7?100,000?r-?、、、'?B??w?:?Photosphere、、Chromosphere?Corona?^9??1?: ̄^?=1°"?^??2?_?\??|?-?、、、、?§??#?擊?'、、、J?_?1〇-9?|??T?Density?-?10_11??1?min?、■*■?■?—?__???1?qqq1?I?i?i?i?i?I?i?i?I?1?1?I?I?I?i?1???’?0?1,000?2,000?3,000??Height?(km)??圖1.3:從光球?qū)拥饺彰釋訙囟群兔芏鹊淖兓。取自Pries?(2014)。??3??
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