《湍動Alfven波與開場區日冕加熱和太陽風加速》是依託山東大學，由李波擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：湍動Alfven波與開場區日冕加熱和太陽風加速
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李波
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
太陽開場區日冕加熱與太陽風加速機制問題由來已久，但至今仍很有爭議。近來受到普遍關注的一機制認為，低頻Alfven波把亞光球層對流運動的機械能帶入外層大氣，而垂直串級將波能逐漸傳遞給垂直於背景磁場方向的小尺度漲落並最終耗散，從而加熱日冕並加速太陽風。該機制符合磁流體湍流理論，而且也為近地太陽風湍流觀測及日冕的遙感測量所支持。然而基於該機制的已有模型由於物理要素處理上的局限，無法就垂直串級能否提供符合觀測約束的日冕加熱和太陽風加速給出定論。此外，已有模型都限於一維描述，因而亟待拓展以描述日冕和太陽風這一顯然多維的磁化流體。本項目將構建自洽計入垂直串級的以Alfven波湍動耗散為外能源的日冕和太陽風模型，計入色球－過渡區層次並考慮輻射損失及場向熱流等關鍵因素。其成果將部分解決目前基於垂直串級的模型中的若干衝突，並為理解磁流體湍流的耗散提供線索。
結題摘要
研究將“太陽開場區日冕加熱與太陽風加速”這一框架拆解為若干有著有機聯繫的層面，從理論模型、數值模擬和資料分析的角度開展了多方面研究。一、太陽風源區的認證：找到了冕羽作為太陽風重要源頭的直接觀測證據；發現寧靜區可能是近地太陽風重要源頭。二、動力學尺度太陽風湍流的實測研究：發現質子尺度太陽風湍流可能包含Alfven渦旋這一非線性結構，並直接認證出了Alfven渦旋實例；受此啟發，獲得了動理學Alfven波畸形波的理論解。三、多元流體太陽風模型的構建：構造了首個基於垂直串級思想的低速太陽風模型；指出不同太陽極小時太陽風性質的差異、局地太陽風參數與日冕磁場幾何參數間的相關性可以協助判斷平行與垂直串級機制在太陽風加熱中的相對重要性；發現日冕磁開放區域可能比傳統認識要廣。四、太陽風加熱機制對於冕環加熱的套用：發現平行串級機制可部分解釋YOHKOH/SXT對冕環的觀測，但無法解釋IRIS對過渡區環的觀測。五、太陽磁結構所支持的低頻磁流體波動研究：系統探討了帶有流動剪下或橫向密度非均勻性的磁結構中的集體波動；指出針狀體可能是極區冕洞上方準周期擾動的源頭。 在項目支持下，共發表和接受發表SCI論文18篇、ISTP論文1篇，內含10篇ApJ、2篇A&A、4篇Solar Phys、1篇Physics of Plasmas論文，第一或通訊作者SCI論文11篇。有關成果曾入選英國太陽物理科研亮點(Negguets)、Hinode/EIS儀器組科研亮點，受到多次引用，引用者包括來自權威綜述期刊Living Reviews in Solar Physics的論文。 在項目資助下，承擔人受邀成為國際空間研究所(ISSI)擇優資助的“低速太陽風起源”國際組成員，併合作完成該課題綜述論文一篇，已投往Space Science Reviews；承擔人受邀成為ISSI-北京擇優資助的 “日冕磁震學”國際組成員。在亞洲大洋洲地球科學學會(AOGS)2012至2015年會、國際地磁與高空物理協會(IAGA)2015科學大會上組織了相關專題會議。收到來自IAGA科學大會、國際電漿物理大會(ICPP)、國際空間電漿流動會議(AstroNum)等國際會議9次邀請報告約請。承擔人作為JGR特刊Guest Editor，組編了太陽風湍流相關的JGR特刊。在項目支持下，承擔人獲山東省自然科學傑出青年基金支持。
