Self-consistent Simulations of Alfven Wave Driven Winds from the Sun and Stars
我们回顾我们最近的阿尔芬波驱动风的结果。首先，我们给出了从光球到行星际区域太阳风的自洽一维MHD模拟结果。在这里，我们强调阿尔芬波的反射在密度分层日冕和太阳风的重要性。我们还介绍了Fujimura & Tsuneta（2009）最近的HINODE观测，该观测可能探测到横向（Alfvenic）波的反射特征。然后，我们展示了红巨星阿尔芬波驱动风的结果。本文解释了大气性质从稳定日冕风到间歇色球风的变化，并讨论了随着恒星演化，表面重力的减小对波反射的影响。本文还讨论了MHD湍流引起的吸积盘风的异同。
2010-01-14 astro-ph.SR
Effects of Alfvénicity on the Compressible Energy Cascade in Magnetohydrodynamic Solar Wind Turbulence: Evidence from Parker Solar Probe, Solar Orbiter, and WIND observations
Universidad de Buenos Aires, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales（布宜诺斯艾利斯大学，理学院）；CONICET – Universidad de Buenos Aires, Instituto de Física Interdisciplinaria y Aplicada (INFINA)（阿根廷国家科学研究委员会–布宜诺斯艾利斯大学，交叉与应用物理研究所）；Department of Physics, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校，物理系）；Department of Astronomy, University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校，天文学系）；Planetary Magnetospheres Laboratory, NASA Goddard Space Flight Center（NASA戈达德太空飞行中心，行星磁层实验室）
本研究利用多航天器观测数据，发现阿尔芬性和风速调控太阳风湍流中可压缩与不可压缩能量级联的比值，并揭示速度涨落是级联速率的主要预测因子。
2026-10-26 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
On slow solar wind with high Alfvénicity: from composition and microphysics to spectral properties
阿尔夫维尼波动是太阳风中非常常见的特征，尤其是在快风流的主要部分，而慢风通常不那么阿尔夫维尼波动，变化更大。一般来说，快风和慢风表现出许多差异，从大尺度结构到小尺度现象，包括不同的湍流行为。然而，最近的研究表明，即使是缓慢的风有时也会具有高度的阿尔夫文性，其波动与快速风一样大。本研究致力于介绍这Alfvénic慢太阳风的许多方面，包括例如源区的研究及其与日冕结构、大尺度特性和微尺度现象的联系，以及对光谱特征的影响。这项研究将进行比较分析与典型的慢风和快风。已经发现，快风和阿尔夫维尼亚慢风具有共同的特征，这可能归因于它们相似的太阳起源，即冕洞太阳风。考虑到这些相似性，我们认为在阿尔夫维尼克慢风中，超径向膨胀对较低的速度起着重要作用。将讨论这些新发现对即将到来的太阳轨道器和太阳探测器+任务的相关影响，以及更一般的接近太阳的湍流测量。
2018-12-05 astro-ph.SR physics.data-an physics.plasm-ph
Properties of Steady Sub-Alfvénic Solar Wind in Comparison with Super-Alfvénic Wind from Measurements of Parker Solar Probe
本文通过分析帕克太阳探针数据识别出多个稳态亚阿尔芬速太阳风区间，揭示其低密度、低速、折返受抑制及起源于冕洞边界等特征，证明其为低马赫数边界层，并与快风、慢流带风共同构成太阳附近年轻太阳风的三种典型成分。
2023-12-04 astro-ph.SR physics.space-ph
On the properties of Alfvénic switchbacks in the expanding solar wind: three-dimensional numerical simulations
反转--太阳风内部磁场的突然逆转--已经被帕克太阳探测器（PSP）普遍观测到。它们的起源，无论是来自太阳表面附近的过程还是太阳风本身，仍然存在争议，并且可能对太阳风加热和加速有关键影响。在这里，使用三维膨胀箱模拟，我们研究的属性所产生的向外传播的阿尔文波的演化扩展太阳风的详细。我们的目标是提供可检验的预测，可用于区分太阳表面过程所产生的属性和PSP的之字形观测中Alfvén波的原位演化。我们将展示如何列入帕克螺旋的原因之字形内的磁场偏转成为不对称的，优先偏转的帕克螺旋的平面和旋转的平均场的径向分量在一个方向上。的磁场分布的峰值的方向也被证明是不同的平均场方向，由于其高度偏斜的性质。可压缩属性之字形也探讨了磁场强度和密度波动相关或相关的值取决于$β$，同意从理论上的预测。我们还测量了磁场强度和密度尖峰在这些合成之字形的边界，这两者都已观察到PSP的辍学。这些属性与观测的协议提供了进一步的支持阿尔文波模型之字形。
2022-12-02 astro-ph.SR physics.plasm-ph
The Alpha-Proton Differential Flow in the Alfvénic Young Solar Wind: From Sub-Alfvénic to Super-Alfvénic
本文利用帕克太阳探测器数据研究α粒子-质子差流跨越临界阿尔文面的特征，发现差速受局地阿尔文速度限制，并揭示α粒子在超阿尔文区域仍可能被优先加速。
2024-01-19 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Nonlinear Alfvén Wave Model of Stellar Coronae and Winds from the Sun to M dwarfs
M矮星的大气层和风预计是高度磁化的。Alfvén波的非线性传播在加热恒星大气和驱动恒星风方面都起着关键作用。沿着这一Alfvén波方案，我们对M矮星的光球层、色球层到日冕和行星际空间的Alfvén波非线性传播进行了一维压缩磁流体动力学（MHD）模拟。基于模拟结果，我们发展了描述太阳和M矮星日冕温度、恒星风速度和恒星风质量损失率的半经验方法。我们发现M矮星的日冕比太阳日冕更冷，M矮星的星风比太阳风具有更快的速度和更小的质量损失率。
2020-12-20 astro-ph.SR
Alfven waves as a driving mechanism in stellar winds
阿尔芬波被认为是冷恒星恒星风中粒子加速的重要机制。在它们在太阳风中被发现后，人们开始研究位于HR图不同区域的恒星风。我们在这里讨论这些波的一些特点，我们提出了一个直接的应用在晚型恒星风的加速。
2009-01-29 astro-ph.SR
Turbulence in the sub-Alfvénic solar wind driven by reflection of low-frequency Alfvén waves
我们研究的形成和演变的湍流光谱的阿尔文波驱动的反射关闭的太阳风密度梯度，从日冕底部到17个太阳半径，远远超过阿尔文临界点。对背景太阳风进行了赋值，并采用二维壳层模型来描述非线性相互作用。我们发现湍流谱受反射波性质的影响。靠近底部，这些分别产生出射波和反射波的更平坦和更陡峭的光谱。在更高的日心距离，两个光谱演变的渐近Kolmogorov谱。湍流耗散被发现占至少一半的加热需要维持的背景强加的太阳风和它的形状被发现是由反射确定的湍流加热低于1.5太阳半径。因此，反射和反射驱动的湍流被证明在快速太阳风的加速和在日光层中0.3 AU处发现的湍流光谱的起源中起着关键作用。
2009-05-15 astro-ph.SR
Nature of Transonic Sub-Alfvénic Turbulence and Density Fluctuations in the Near-Sun Solar Wind: Insights from Magnetohydrodynamic Simulations and Nearly-Incompressible Models
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；University of Alabama in Huntsville（阿拉巴马大学亨茨维尔分校）；Center for Space Plasma and Aeronomic Research (CSPAR)（空间等离子体与航空研究发展中心）
研究太阳风湍流从亚声速到跨声速转变的性质，提出近不可压缩模型，揭示低频二维结构主导，压缩波动为次要成分，扩展了湍流理论。
2025-09-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Polytropic Behavior in Corotating Interaction Regions: Evidence of Alfvénic Heating
本研究针对太阳风中共转相互作用区（CIRs）的多方行为展开分析，利用Wind数据计算117个事件的多方指数（γ），发现压缩区域的加热由阿尔文波耗散驱动，未压缩快太阳风的γ值超绝热值且与强阿尔文波活动相关。
2025-02-19 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Proton, Electron, and Ion Heating in the Fast Solar Wind from Nonlinear Coupling Between Alfvenic and Fast-Mode Turbulence
在经历最少库仑碰撞的日冕和太阳风部分，组成质子、电子和重离子的粒子数彼此之间并不处于热平衡。所观察到的温度，流出速度和速度分布各向异性的差异是有用的约束，建议解释如何加热和加速等离子体。本文提出了新的预测率的无碰撞加热的每种粒子，其中的能量输入假定来自磁流体动力学（MHD）湍流。我们首先创建了一个经验描述的径向演变的阿尔芬，快模式，慢模式MHD波。该模型提供了在高速太阳风中，每种模式下的总波功率作为沿着膨胀通量管的距离的函数。接下来，我们求解了一组级联对流扩散方程，给出了每个距离处的时间稳定波数谱。的阿尔芬和快模波动之间的非线性耦合的近似项。在合理选择参数的情况下，我们的模型包含了足够的能量从快模转移到Alfven模，以激发高频离子回旋共振。这种共振是有效的加热质子和其他离子在垂直于背景磁场的方向，我们的模型预测这些物种的加热速率，以及同意光谱和原位测量。尽管如此，高频波只占整个阿尔芬波动频谱的一小部分，而阿尔芬波动频谱仍然是行星际空间中观察到的高度二维的。
2012-05-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Winds from Luminous Late-Type Stars: II. Broadband Frequency Distribution of Alfvén Waves
我们提出了一个完全非线性的，时间相关的2.5维磁流体动力学（MHD）程序的数值模拟的风从演化的巨星。这项研究扩展了我们以前的完全非线性MHD风模拟，包括一个宽带频谱的阿尔文波驱动风从红巨星。我们计算了四个覆盖整个阿尔文波频谱范围的阿尔文风模型，以表征自由传播和反射的阿尔文波在晚型巨星引力层结大气中的作用。我们的模拟表明，不同于线性阿尔文波驱动的风模型，基于宽带非线性阿尔文波的等离子体加速的恒星风模型，可以一致地再现广泛的观测到的风的径向速度分布，它们的终极速度和观测到的质量损失率。计算出的质量损失率与经验确定的质量损失率的比较表明，从进化的巨人的恒星风的各向异性和时间依赖性。
2010-08-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Differentiating the acceleration mechanisms in the slow and Alfvénic slow solar wind
本研究利用Solar Orbiter与Parker Solar Probe的联合观测，对比慢太阳风与阿尔芬慢太阳风的能量学，发现阿尔芬慢太阳风需波压力梯度驱动，而非阿尔芬慢太阳风可由热压梯度驱动。
2025-01-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Ion kinetic energy conservation and magnetic field strength constancy in multi-fluid solar wind Alfvénic turbulence
本文研究了高阿尔夫文快太阳风中大振幅低频波动的等离子体流体运动特性。我们表明，质子局部保存总动能时，从一个有效的参照系与波动。对于快风的典型性质，这个框架可以用α粒子来合理地识别，由于它们相对于质子以大约阿尔文速度沿着磁场漂移，所以不会参与流体的低频波动。利用它们的速度将质子速度转换到阿尔夫文湍流的框架中，我们证明了由此产生的等离子体运动的特征在于速度的绝对值恒定，电场为零，并且速度和磁场矢量对齐，正如平衡时单向阿尔夫文波动所预期的那样。我们认为，通过阿尔夫文湍流中速度和磁场之间的相关性，这种约束是观测到的磁场恒定性的起源：虽然对应于恒定能量的恒定速度只能在波动的框架中观察到，但在航天器框架中，对于伽利略变换不变的相应恒定总磁场仍然是观察特征，阿尔文湍流框架中的恒定总能量。
2015-01-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
MMS Insights into CME Driven Sub-Alfvénic Solar Wind at 1 AU
University of Maryland（马里兰大学）；NASA Goddard Space Flight Center（NASA戈达德太空飞行中心）；University of New Hampshire（新罕布什尔大学）；University of Delaware（特拉华大学）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
研究2023年4月日冕物质抛射驱动的亚阿尔文速度太阳风的等离子体和湍流特性，发现其电子温度显著高于其他区域，且存在超热尾和电子人口 depletion。
2026-04-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
First Observation of a Polar Coronal Hole-like Fast Solar Wind Stream in the Sub-Alfvénic Solar Corona: an Analysis of Turbulence Properties
University of Delaware（特拉华大学）；Smithsonian Astrophysical Observatory–Harvard & Smithsonian（史密森天体物理台-哈佛与史密森学会）
帕克太阳探测器在亚阿尔文日冕中首次观测到极区冕洞状快速太阳风，发现其湍流已充分发展且高度不平衡，为太阳风湍流演化提供新约束。
2026-09-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The origin of slow Alfvénic solar wind at solar minimum
虽然缓慢的太阳风的起源还不清楚，但越来越多的证据表明，至少有一部分太阳风是在过度膨胀的冕洞磁场线上以稳定状态释放出来的。这种类型的慢风与快太阳风具有相似的性质，包括高度的阿尔文性。在这项研究中，质子，α粒子和电子测量的组合被用来研究在0.35 AU的慢Alfvénic风的一个单一的间隔的动力学特性。结果表明，这种缓慢的Alfvénic间隔的特点是高α粒子丰度，明显的α-质子差分流，强质子束，和大的α质子温度比。这些都是在快速太阳风中持续观察到的特征，增加了至少一些Alfvénic慢太阳风也起源于冕洞的证据。观测到的速度，质量通量和电子温度之间的差异慢Alfvénic风和快的解释不同的磁场几何形状在较低的日冕。
2020-01-27 astro-ph.SR physics.space-ph
Effects of dust particles charged by inelastic collisions and by photoionization on Alfvén waves in a stellar wind
利用麦克斯韦分布的均匀磁化尘埃等离子体的动力学描述的电子和质子和尘埃粒子的非弹性碰撞和光电离充电，我们分析的色散关系考虑的情况下，波和辐射传播完全平行于环境磁场。这项研究强调了光电离过程给恒星风环境中波的传播和阻尼带来的变化，因为阿尔文波被认为在风中发生的加热和加速过程中起着重要作用。结果表明，当尘埃粒子具有负平衡电荷时，Alfvén模在所有波数下都可以耦合为哨声模和离子回旋模，而当尘埃粒子具有中性或正电荷时，这些模在一定波数下可以耦合.还可以看出，哨声和离子回旋模式目前零群速度在一个小波数的间隔，和波的最大值，其中波是非传播的光电离过程的存在下减少。对于很小的波数值，如果改变尘埃电荷的符号，模式的阻尼率可以从很小的值显著变化到很大的值。
2021-09-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Energy Transfer by Nonlinear Alfvén Waves in the Solar Chromosphere, and Its Effect on Spicule Dynamics, Coronal Heating, and Solar Wind Acceleration
阿尔文波负责磁化等离子体中磁能的传递。它们通过各种非线性过程参与加热太阳大气和驱动太阳风。由于磁场位形直接影响Alfvén波的非线性，因此研究磁场位形如何通过Alfvén波的非线性传播与太阳大气和风结构的关系是非常重要的。在本研究中，我们进行了一维磁流体力学模拟来实现上述关系。结果表明，当色球层中Alfvén波的非线性超过临界值时，太阳色球层的动力学（例如，针状物）和太阳风的质量损失率倾向于与来自光球的能量输入无关。在阿尔文波高度非线性的情况下，色球层中产生的强剪切扭转流“阻挡”了磁通量管。这对应于色球层中间激波的形成，它限制了坡印廷通量通过阿尔文波进入日冕的传输，也抑制了色球层慢激波的传播。
2020-08-03 astro-ph.SR
Alfvén-dynamo balance and magnetic excess in MHD turbulence
三维磁流体动力学（MHD）湍流的初始磁场和动能均分自发发展的磁过剩（或剩余能量），以及在数值模拟和太阳风。1983年得到的闭合方程描述了剩余谱是由发电机源产生的，与总能量谱成比例，由线性阿尔文阻尼项平衡。在2005年发现了一个很好的协议与不可压缩的模拟，然而，最近的太阳风测量不同意这些结果。以前的dynamo-Alfvén理论推广到一个家庭的模型，导致简单的关系之间的剩余和总的能量谱。我们希望根据MHD模拟和太阳风数据详细评估这些模型。该系列的模型进行了测试，对可压缩衰减MHD模拟低马赫数，低交叉螺旋度，零平均磁场，没有或有扩展项（EBM或扩展箱模型）。一个单一的dynamo-Alfvén模型被发现正确地描述太阳风缩放和可压缩模拟没有或有膨胀。它相当于1983-2005年的闭合方程，但具有非线性周转和线性阿尔文时间的临界平衡，而发电机源项保持不变。与以前的不可压缩模拟的差异阐明。该模型预测的总能量和剩余能量$m_R = -1/2 + 3/2 m_T$的光谱斜率之间的线性关系。检查\cite{2013ApJ...770..125C}中的太阳风数据，我们的关系被发现是有效的，无论交叉螺旋度，甚至更好地在高交叉螺旋度，总能量斜率从$1.7$到$1.55$变化。
2016-03-11 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Evolution of an Alfvén Wave-Driven Proton Beam in the Expanding Solar Wind
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Institute for Fusion Studies（聚变研究所）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）
本文通过模拟研究了日风中由阿尔芬波非线性驱动的质子束演化，揭示了动能不稳定性在质子束漂移中的作用，并探讨了非线性阿尔芬波动力学与扩展效应的相互作用对日风动力学的影响。
2026-01-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Observed Fluctuation Enhancement and Departure from WKB Theory in Sub-Alfvénic Solar Wind
该研究利用帕克太阳探测器数据，分析太阳风流速跨越阿尔文波速临界区域的涨落振幅，发现其能量非单调递减且违背WKB波作用量守恒，支持临界区存在原位能量输入。
2024-09-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
An Extended and Fragmented Alfvén Zone in the Young Solar Wind
受理论、数值和观测证据的启发，我们探讨了太阳大气中亚阿尔文流和超阿尔文流之间的临界转变发生在一般阿尔文临界区内的碎片化和不连通的子体积中的可能性。帕克太阳探测器在\(16~R_\odot\)附近对亚阿尔夫文周期的初步观测还没有提供足够的证据来区分这种可能性与分离简单连通区域的折叠表面。随后的轨道可能会使这样的区别，但在这里，我们使用一个全球性的磁流体动力学模型的太阳风，耦合到湍流传输模型，以产生可能的实现这样一个阿尔文临界区。了解这种转变将为日冕加热、太阳风起源、太阳角动量损失以及太阳以外恒星风的相关物理过程提供理论依据。
2022-01-20 astro-ph.SR physics.space-ph
Constraining Low-Frequency Alfvenic Turbulence in the Solar Wind Using Density Fluctuation Measurements
一个被提出的加热太阳风的机制，从接近太阳到超过10天文单位，调用低频，倾斜，阿尔芬波湍流。由于小尺度斜阿尔芬波（动力阿尔芬波）是压缩的，在太阳风中测量到的密度波动对动力阿尔芬波的振幅设置了上限，因此对太阳风可以被低频阿尔芬湍流加热的速率设置了上限。我们评估这两个冕洞在5太阳半径和在近地太阳风的上限。在这两个半径，上限，我们发现是一致的模型中，太阳风加热低频阿尔文湍流。在1天文单位，从测量的密度波动的湍流加热率的上限是在测量的太阳风加热率的2倍。因此，如果低频阿尔文湍流有助于加热近地太阳风，动力阿尔文波必须是一个主要来源的太阳风密度波动的频率为1赫兹。我们还提出了一个简单的论点，为什么密度波动测量似乎排除模型中，太阳风加热的非湍流高频波"扫“通过离子回旋共振，但与加热的低频阿尔芬湍流兼容。
2009-08-05 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
M-dwarf's Chromosphere, Corona and Wind Connection via the Nonlinear Alfvén Wave
M矮星的大气层预计是高度磁化的。磁场能量可以加热恒星的色球层和日冕，并驱动恒星风。Alfvén波的非线性传播是加热恒星大气和驱动星风的重要机制。基于这种Alfvén波方案，我们进行了一维压缩磁流体动力学（MHD）模拟，以再现TRAPPIST-1，Proxima Centauri，YZ CMi，AD Leo，AX Mic以及太阳的恒星大气和风。我们的研究直接解决了阿尔文波从恒星光球到色球层、日冕和行星际空间的非线性传播问题。模拟结果表明，通过Alfvén波的非线性模耦合产生的慢激波对恒星色球层（星刺）动力学和星风加速都有重要影响.我们的参数测量进一步揭示了恒星大气和风的物理量的下列一般趋势。(1)M矮星的日冕往往比太阳日冕更冷，密度更大。(2)与太阳风相比，M矮星的星风具有相对较快的速度和较小的质量损失率。本文阐明了这些趋势背后的物理机制，其中M矮星大气层结较强和来自M矮星光球层的阿尔文波能量输入相对较小是显著的。
2021-06-25 astro-ph.SR
Effects of electron drift on the collisionless damping of kinetic Alfvén waves in the solar wind
各向异性Alfvénic湍流的无碰撞耗散是解决太阳风加热问题的一个有希望的候选者。广泛的研究考察了简单麦克斯韦或双麦克斯韦等离子体中阿尔文波的动力学性质。然而，在太阳风中观测到的电子速度分布函数更为复杂。在这项研究中，我们分析了动力学阿尔文波在等离子体中的两个漂移电子布居的性质。我们数值求解线性化的麦克斯韦-弗拉索夫方程组，发现阻尼率和动力学阿尔芬波的质子-电子能量分配显着修改等离子体中，相比没有电子漂移的等离子体。我们认为，电子漂移是一个重要的因素考虑时，考虑的阿尔夫文湍流的耗散在太阳风或其他$β\sim 1$天体物理等离子体。
2015-05-10 astro-ph.SR physics.space-ph
Characterizing the Impact of Alfvén Wave Forcing in Interplanetary Space on the Distribution of near-Earth Solar Wind Speeds
本文利用近日动能通量观测和太阳风演化模型，论证了行星际空间中的阿尔文波强迫是产生近地最快非瞬态太阳风速度分布的主要加速机制，并表明太阳风阿尔文性可将近地观测统计映射至源区拓扑结构。
2025-04-25 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Parametric decay and the origin of the low frequency Alfvénic spectrum of the solar wind
本文提出参数不稳定性可将分钟级阿尔芬波扰动逆级联为数小时周期的低频扰动，从而解释太阳风宽频阿尔芬谱的起源。
2018-09-26 astro-ph.SR
Connecting the Sun and the Solar Wind: The First 2.5 Dimensional Self-consistent MHD Simulation under the Alfvén Wave Scenario
太阳风来自炽热而稀薄的日冕。早期使用1.5维模拟的研究表明，在光球中产生的阿尔文波通过非线性模式转换过程在日冕加热中发挥重要作用。为了同时理解日冕加热和太阳风加速的物理学，重要的是将从光球层到行星际空间的区域视为一个单一的系统。我们进行了2.5维，自洽的磁流体动力学模拟，覆盖从光球到行星际空间的第一次。我们在球坐标系下精心设置网格点，处理了密度反差较大的大气中的Alfvén波，成功地模拟了由于地表对流运动而从炽热的日冕中喷出的太阳风。足点运动沿开口磁通量管激发阿尔文波，这些波在非均匀介质中向上传播时经历波反射、阿尔文模到慢模的非线性模转换和湍流级联。这些过程导致阿尔文波的消散和太阳风的加速。结果表明，慢波耗散产生的激波加热是日冕加热过程的基础，而湍流级联和激波加热则是太阳风的驱动力。
2012-01-25 astro-ph.SR
Reconstructing the Sun's Alfvén surface and wind braking torque with Parker Solar Probe
本研究利用帕克太阳探测器数据重构第25太阳活动周的太阳阿尔文表面，发现其随活动增强从11倍太阳半径增至16倍，角动量损失率同步上升，且实测尺寸比同参数模拟大30%。
2025-09-08 astro-ph.SR physics.space-ph
Scale and Time Dependence of Alfvénicity in the Solar Wind as Observed by {\it Parker Solar Probe}
本研究利用帕克太阳探测器数据，分析太阳风阿尔文性的尺度与时间依赖特征，发现其随靠近太阳增强，亚/超阿尔文速风无显著差异，大尺度磁结构会削弱阿尔文性，验证了阿尔文涨落传输与相互作用的演化图景。
2023-12-14 astro-ph.SR physics.space-ph
Coronal hole picoflare jets are progenitors of both fast and Alfvénic slow solar wind
本研究利用太阳轨道器的遥感与原位观测，揭示了冕洞中广泛存在的皮耀斑喷流是快太阳风和阿尔芬尼性慢太阳风的共同来源，并指出冕洞径向膨胀决定太阳风速度。
2025-11-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Anisotropy of Imbalanced Alfvenic Turbulence in Fast Solar Wind
我们提出了第一次测量的尺度依赖的功率各向异性的Elsasser变量在不平衡的快速太阳风湍流。主要的Elsasser模式在较低的航天器频率是各向同性的，但在较高的频率变得越来越各向异性。次主导模式在整个过程中是各向异性的，但以与尺度无关的方式（在较高频率下）。在通常被认为是惯性范围的范围内，有两个不同的子范围表现出不同的标度。低阿尔芬比和浅标度的次主导Elsasser模式的速度和磁场标度之间观察到的差异的解释。总能量由后者主导。这些结果似乎不能完全解释的不可压缩不平衡MHD湍流的任何现有理论。
2010-12-09 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Oblique Alfvén waves in a stellar wind environment with dust particles charged by inelastic collisions and by photoionization
本文讨论了在星风环境中阿尔文波沿与周围磁场倾斜方向传播的特性。考虑到麦克斯韦分布的电子和离子，和不动的尘埃粒子带电的等离子体粒子的吸收和光电离的磁化尘埃等离子体的动力学配方。色散关系的数值求解和结果进行了比较与以前研究的情况下，尘埃粒子不带电的光电离，这是一个重要的过程中的恒星风的一个相对较热的恒星。我们发现，尘埃的存在导致剪切阿尔文波呈现出一个波数值为零的频率区域，并且模式再次变得色散的最小波长大致与尘埃颗粒暴露的辐射强度成正比。剪切和压缩Alfvén波的阻尼率被观察到随着辐射通量的增加而减小，对于所考虑的参数。当辐射通量不存在或较弱时，两种模式都存在一个实频率为零的区域，对于压缩Alfvén波，当辐射通量足够强时，光电离机制可能导致该区域变小甚至消失.在这种情况下，压缩阿尔文波呈现非零频率的所有波数值，而剪切阿尔文波仍然呈现零频率在一定的波数值的间隔，这随着辐射的存在而变小。
2022-03-20 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Nonlinear reflection process of linearly-polarized, broadband Alfvén waves in the fast solar wind
利用一维数值模拟方法，研究了阿尔文波在均匀介质中反射的基本过程，包括非线性效应。在线性区域中，阿尔文波反射仅由介质的不均匀性触发，而在非线性区域中，它可以通过非线性波-波相互作用发生。这种非线性反射（背散射）的典型特征是衰变不稳定性。在大多数衰变不稳定性的研究中，初始条件是圆偏振阿尔文波。在这项研究中，我们考虑一个线性偏振阿尔文波，它驱动密度波动的磁压力。一般来说，我们还假设宽带波与红噪声频谱。在数据分析中，我们使用局部特征向量将波动分解为特征变量，从而揭示各个模式的行为。与圆极化情况不同的是，波陡化产生了一个新的能量通道，从母波到后向散射波。这种非线性反射解释了观测到的在太阳风中向日与反向日的阿尔夫维尼波动的能量比随着距离的增加而增加，这与动态对准效应相反。
2016-02-11 astro-ph.SR
Excitation of ion-acoustic waves by non-linear finite-amplitude standing Alfvén waves
我们调查，使用多流体方法，驻离子声学模式驱动的非线性阿尔文驻波的主要性质。Alfvénic泵的驻波特性是因为我们研究了两个相同的圆偏振反向传播波的叠加。我们考虑沿恒定磁场的平行传播，我们发现，左，右手模式产生通过有质动力的二次谐波的驻离子声波。我们表明，参数不稳定性是不相关的，在目前的问题和二次离子声波衰减朗道阻尼在没有任何其他耗散过程。动力学效应包括在我们的模型中，离子被认为是粒子和电子作为一个无质量的流体，和混合模拟被用来补充理论结果。在没有朗道阻尼的情况下，不同的物理变量的时间演化的解析表达式。从混合动力模拟，我们发现，所产生的离子声波的衰减遵循的理论预测，即使在驱动器Alfvénic泵的存在下。由于非线性感应离子声波的系统开发密度腔和平行于磁场的电场。导出了这种密度和电场波动的理论表达式。这些结果的背景下，常设慢模式振荡日冕循环的影响进行了讨论。
2021-12-24 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Modeling Solar Wind Variations over an 11-yr Cycle with Alfvén Wave Dissipation: a Parameter Study
我们研究的行为和性能的太阳风使用2.5维阿尔文波驱动风模式。我们首先系统地比较了阿尔文波（AW）驱动的风模型与多方方法的结果。多变磁流体动力学风模型是热驱动的，而阿尔文波作为阿尔文波驱动模型中的附加加速和加热机制。我们确认，需要一个AW驱动的模型来重现所观察到的双峰慢，快太阳风。我们还能够再现观测到的终端风速和冠源温度与AW驱动的风模式之间的反相关。我们还表明，沿11年周期的风属性显着不同，从一个模型到其他。AW驱动的模型再次显示出与观测数据的最佳一致性。事实上，太阳表面磁场拓扑结构在阿尔文波驱动风模型中起着重要作用，因为它通过坡印亭通量直接进入输入能源。另一方面，多方风模型是由假设的压力梯度驱动的，因此它对表面磁场拓扑结构相对不太敏感。最后，我们注意到，在两个模型中，太阳向下旋转的净扭矩呈现出相同的趋势，这表明多方方法仍然正确地捕捉到了恒星风的本质。
2021-01-27 astro-ph.SR physics.space-ph
On the Conservation of Cross Helicity and Wave Action in Solar-Wind Models with Non-WKB Alfven Wave Reflection
阿尔芬波湍流与背景太阳风的相互作用从两个方面影响交叉螺旋度。非WKB反射将向外传播的阿尔芬波转换为向内传播的阿尔芬波，反之亦然，湍流将动量传递给背景流。当这两种效应都考虑在内时，总的交叉螺旋度是守恒的。在背景密度和流速与时间无关的特殊情况下，交叉螺旋度守恒方程和总能量守恒方程可以结合起来，恢复一个著名的方程，由Heinemann和Olbert导出，已被解释为非WKB推广的波作用守恒。后一个方程（与交叉螺旋度和能量守恒相反）在背景随时间变化时不成立。
2015-09-03 astro-ph.SR
Propagation of untwisting solar jets from the low-beta corona into the super-Alfvénic wind: Testing a solar origin scenario for switchbacks
本研究通过3D MHD模拟探究自洽太阳喷流能否传播进入超阿尔芬风并产生类似开关背的磁场偏转特征，发现喷流诱导的磁解旋波表现出类似开关背特征但未出现完全反转，为开关背的太阳起源假说提供了新启示。
2024-12-20 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Recent Observations of Plasma and Alfvenic Wave Energy Injection at the Base of the Fast Solar Wind
我们采取股票最近的观察，确定情节等离子体加热和注入的Alfvenic能量的基础上快速太阳风（在冕洞）。等离子体加热与色球针状体的出现有关，这些针状体以100 km/s的速度离开太阳低层大气，较热的日冕针状体发出根部加热的辐射特征，迅速达到1 MK的温度。此外，相同的针状体和它们的日冕对应物（“日冕扰动”; PCD）表现出大振幅、高速度、阿尔文（横向）运动，其能量足以将物质加速到高速。我们建议，这些（脱节的）加热和加速组件形成一个一个两冲供应，然后加速，快速太阳风。我们认为这个概念上的一些成分的限制，延长的前提下，缓慢的太阳风，并确定未来的探索途径。
2012-05-16 astro-ph.SR
In situ observations of large amplitude Alfvén waves heating and accelerating the solar wind
本文利用帕克太阳探测器和太阳轨道器的原位数据，揭示大振幅阿尔芬波通过阻尼和机械功为内日球层快速太阳风的加热与加速提供能量。
2024-09-05 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Characterization of the Trans-Alfvénic Region Using Observations from Parker Solar Probe
利用帕克太阳探测器第8至19次相遇数据，对比亚阿尔文速与超阿尔文速太阳风的湍流特性，发现亚阿尔文速样本振幅更小、各向异性更强，且无极性反转超过90度的磁开关。
2025-10-08 astro-ph.SR physics.space-ph
The impact of Alfvenic shear flow on magnetic reconnection and turbulence
本研究利用帕克太阳探测器数据，发现阿尔芬剪切流抑制磁重联触发，85%的重联事件发生在慢速非阿尔芬风中，并观察到重联时段磁场谱变陡，与湍流动力学相关。
2025-10-07 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
On the Generation and Evolution of Switchbacks and the Morphology of Alfvénic Transition: Low Mach-number Boundary Layers
我们研究了之字形（switchbacks，SB）的产生和演化，帕克太阳探测器（Parker Solar Probe，PSP）观测到的亚阿尔夫维尼亚风的性质，以及阿尔夫维尼亚风转变的形态，所有这些都是太阳风研究中的关键问题。首先，我们强调一个特殊的结构，在原始的太阳风，称为低马赫数边界层（LMBL）。在LMBL内观察到Alfvén半径增加和SB抑制。太阳上LMBL的一个可能的来源是冕洞内的外围区域，它具有快速发散的开放场。PSP探测到的亚阿尔夫维尼亚风本质上是一种LMBL气流。亚阿尔夫文区间的相似起源和相似性质有利于阿尔夫文过渡形态的褶皱表面。我们发现，偏转角越大，阿尔文马赫数越高。磁偏转的原点远低于阿尔文临界点，偏转角大于$90^{\circ}$似乎只发生在$M_{\rm A} \gtrsim 2$。以局部阿尔文速度为单位的速度增强通常随偏转角而增加，这可以通过一个简单的模型来解释。一个非线性演化，饱和状态揭示SB，当地阿尔文速度大致是一个上限的速度增强。在这些结果的背景下，关于SB起源的最有希望的理论是膨胀波和湍流模型，并且SB的斑片状分布归因于通过Alfvén马赫数的减少而进行的调制。最后，根据研究结果，描绘了SBs的生成和演化过程。
2023-01-14 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Heating and Acceleration of the Fast Solar Wind by Alfvén Wave Turbulence
本文对极冕洞中心磁通量管中的简化磁流体动力学（RMHD）湍流进行了数值模拟。背景大气模型是动量方程的解，并包括波压对太阳风外流的影响。阿尔文波在日冕底部发射，并由于阿尔文速度和外流速度的变化而在不同高度反射。湍流由反向传播的阿尔文波之间的非线性相互作用驱动。结果为两个模型的背景大气。在第一个模型中，等离子体密度和阿尔文速度随高度平滑地变化，导致最小的波反射和低的能量耗散率。我们发现耗散率不足以维持背景大气的温度。耗散率的标准唯象公式显着高估的速率从我们的RMHD模拟，并提出了一个修正的公式。在第二个模型中，我们引入了额外的密度变化沿通量管的相关长度为0.04 $R_\odot$和相对振幅为$10 \%$。这些密度变化模拟了压缩MHD波对Alfvén波的影响。我们发现，这种变化显着增强波的反射，从而湍流耗散率，产生足够的热量，以维持背景大气。我们的结论是阿尔文和压缩波之间的相互作用可能发挥了重要作用的湍流加热的快速太阳风。
2016-02-22 astro-ph.SR
Roles of Fast-Cyclotron and Alfven-Cyclotron Waves for the Multi-Ion Solar Wind
利用等离子体波的线性Vlasov理论和共振波-粒子相互作用的准线性理论，研究了低β多离子等离子体中快波和Alfven波的色散关系和电磁场起伏。它们在加热和加速太阳风通过朗道和回旋共振的可能作用进行了量化。我们假设：（1）低频阿尔芬波和快波具有相同的频谱形状和相同的功率谱密度的幅度;（2）由于湍流级联，这些波最终达到离子回旋频率;（3）动力学波-粒子相互作用为太阳风提供动力。α粒子的存在，在一个占主导地位的质子/电子等离子体可以触发之间的线性模式转换斜快哨声和混合α质子回旋波。快回旋波经历α和质子回旋共振。快回旋波中的α回旋共振比阿尔芬回旋波中的强得多。对于α回旋共振，在相同的波传播角θ下，特别是在$80^\circ$ < θ< $90^\circ$时，倾斜快回旋波比相应的阿尔芬回旋波具有更大的左手电场波动、更小的波数、更大的局部波幅和更大的可调能力。当阿尔芬回旋加速器或快回旋加速器波存在时，α粒子是主要的能量接受者。从α粒子到质子的择优跃迁可以通过自洽演化的波粒相互作用由α粒子的速度差和温度各向异性进行自调制。因此，快回旋波作为线性模式耦合的结果是一个潜在的重要机制，优先的次要离子在主加速区的太阳风。
2012-03-11 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
A Parallel-Propagating Alfvénic Ion-Beam Instability in the High-Beta Solar Wind
我们研究了平行传播的阿尔文/离子回旋波被各向同性（$T_{\perp α} = T_{\parallelα}$）的α粒子群以相对于质子的平均速度$T_{\perp α} = T_{\parallelα}$平行于磁场漂移而不稳定的条件。我们推导出一个近似的解析条件$U_α$需要激发这种不稳定性的最小值，并使用热等离子体色散关系的数值解来完善这一结果。当α粒子数密度是质子数密度的$\simeq 5%$，并且两种物质具有相似的热速度时，不稳定性需要$β_{\rm p} \gtrsim 1$，其中$β_{\rm p}$是质子压力与磁压力的比值。对于$1\lesssim β_{\mathrm p}\lesssim 12$，激发这种不稳定性所需的最小$U_α$范围为$0.7v_{\mathrm A}$至$0.9v_{\mathrm A}$，其中$v_{\mathrm A}$为阿尔文速度。该阈值小于平行磁声不稳定性的$\simeq 1.2v_{\mathrm A}$阈值，而平行磁声不稳定性先前被认为在$β_{\mathrm p}\gtrsim 0.5$处具有α粒子束不稳定性的最低阈值。我们讨论了平行Alfvénic漂移不稳定性的α粒子漂移速度在太阳风的演变的作用。我们还分析了从\emph{Wind}航天器的法拉第杯的测量结果，并表明，$U_α$值与$T_{\perp α}\approx T_{\…
2013-07-18 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The Temperature Anisotropy and Helium Abundance Features of Alfvénic Slow Solar Wind Observed by Parker Solar Probe, Helios, and Wind Missions
本文利用PSP、Helios和Wind数据统计分析高度阿尔芬尼化慢速太阳风的温度各向异性与氦丰度，发现其近太阳普遍存在、呈U形速度分布并含低速群体，且与快速太阳风源区不完全相同。
2025-06-05 astro-ph.SR physics.space-ph
Suppression of the collisionless tearing mode by flow shear: implications for reconnection onset in the Alfvénic solar wind
本文分析强剪切流对无碰撞撕裂模的抑制效应，发现阿尔芬速度剪切流可完全稳定该模，并改变其标度行为，从而解释帕克太阳探测器观测到的近太阳阿尔芬太阳风中重联事件稀少。
2025-08-05 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Modelling the interaction of Alfvénic fluctuations with coronal mass ejections in the low solar corona
本研究通过理想MHD模拟探究低日冕中阿尔文型太阳风涨落与CME的相互作用，揭示了涨落透射、鞘层形成及频率对激波速度的影响机制。
2023-10-03 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Modeling the formation and evolution of solar wind microstreams: from coronal plumes to propagating Alfvénic velocity spikes
本研究利用高分辨率2.5维MHD模型模拟磁双极结构与日冕相互作用产生喷流并演化为太阳风微流的过程，揭示了撕裂模不稳定性产生的等离子团演化为Alfvén速度尖峰的机制，并成功重现了Parker Solar Probe观测到的微流特性。
2023-10-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Three-dimensional simulation of the fast solar wind driven by compressible magnetohydrodynamic turbulence
利用三维可压缩磁流体动力学（MHD）模拟，我们再现了快速太阳风在一个直接和自洽的方式，基于波/湍流驱动的情况下。作为阿尔文扰动在其底部的自然结果，高度压缩和湍流波动产生，导致加热和加速的太阳风。功率谱和结构函数的分析表明，湍流的特点是它的不平衡（在向外阿尔芬波动的意义上）和各向异性的性质。密度波动起源于向外传播的阿尔芬波的参数衰减不稳定性，并在触发湍流的阿尔芬波反射中起着重要作用。我们的结论是，快速太阳风加热和加速的可压缩MHD湍流驱动的参数衰减不稳定性和合成阿尔芬波反射。
2019-07-19 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Alfvén-wave driven magnetic rotator winds from low-mass stars I: rotation dependences of magnetic braking and mass-loss rate
对恒星自转的观测表明，低质量恒星在主星序期间会失去角动量。我们模拟了类太阳恒星的风与一系列的旋转速率，涵盖了快速和慢速磁转子制度，包括两者之间的过渡。我们概括了阿尔文波驱动的太阳风模型，建立在以前的作品，包括明确的磁离心力。在该模型中，表面平均开放磁通量被假定为按比例缩放为$B_\ast f^{\rm open}_\ast \propto {\rm Ro}^{-1.2}$，其中$f^{\rm open}_\ast$和${\rm Ro}$分别是表面开放磁通填充因子和Rossby数。我们发现，1。风的角动量损失率（扭矩）被描述为$τ_w \approx 2.59 \times 10^{30} {\rm \ erg} \ \left( Ω_\ast / Ω_\odot \right)^{2.82}$，产生自旋下降定律$Ω_\ast \propto t^{-0.55}$。2.质量损失率在$\dot{M}_w \sim 3.4 \times 10^{-14} M_\odot {\rm \ yr^{-1}}$达到饱和，这是由于色球层中阿尔文波的强烈反射和耗散。这表明色球层在连接恒星表面和星风方面具有很强的影响。同时，风冲压压力的标度为$P_w \propto Ω_\ast^{0.57}$，这是能够解释所观察到的恒星风的下包络伍德等。阿尔文半径的位置被示出以与一维解析理论一致的方式缩放。此外，A…
2020-05-22 astro-ph.SR
