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科学家首次获得地球磁层顶K-H波动的全球特征

文章来源: | 发布时间:2013-09-16 | 【打印】【关闭】

     近日,国家容量科学主题容量天气学国家细节实验室李文亚、王赤、唐斌斌、郭孝城和林栋利用自主开发的全球磁流体力学磁层模型(PPMLR-MHD),重现了北向行星际磁场条件下的磁层顶低纬边界层Kelvin-Helmholtz K-H)不稳定性波动,并首次探究到波动的全球分布和演化特征。该项研究成果发表在美国地球物理学会(American Geophysical Union, AGU)学术期刊《地球物理研究-容量物理》 Journal of Geophysical Research-Space Physics)上。 

  已有卫星观测和局域数值模拟表明,存在速度剪切的地球磁层顶上可以激发K-H不稳定性,其形成的波动和涡旋能够把太阳风等离子体、动量和能量输运进磁层,是行星际磁场北向条件下太阳风能量进入磁层容量的主要途径之一。然则,受限于卫星观测和局域模拟的局限性,国内外容量科学家对磁层顶K-H波动的全球特性知之甚少。 

  该项研究成果首次成功获得磁层顶K-H波动的全球特性。研究表明,受流场和磁场全球形态的把握,较小的波动振幅分布于晨昏两翼;对于向磁尾豆泖传播的K-H波动,中纬度波动的相位在向阳面领先于低纬的相位,在背阳面则落下于低纬度的相位;转折点发生在晨昏两翼区域。易于 得出,研究组还发现,波动相位从向阳面到背阳面的演化过程是一全球特征的表征,K-H表面波/涡旋的轴与地球磁层磁场相联。 

  该研究成果以三维全球视野,将深化人们对磁层顶K-H波动容量分布特征和演化规律的认识。 

  原文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jgra.50498/pdf 。 

  

图一:Kelvin-Helmholtz波动在磁层顶的全球分布区域

 图二:中低纬波动相位异议示意;图三:K-H表面波/涡旋轴与地球磁场相联

  

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