Modelling Fast-Alfvén Mode Conversion Using SPARC
我们成功地利用MHD代码模型快速Alfvén模式转换区域$c_A \gg c_S$通过3-D MHD数值模拟恒定倾斜磁场配置内的日震波。这是在经验性地修改了我们计算箱上层的背景密度和引力分层之后才实现的，而不是施加传统的洛伦兹力限制器，以确保可管理的时间步长。我们发现后一种方法通过严重阻尼表面上方的磁通量来抑制快速阿尔文模式转换过程。
2013-02-26 astro-ph.SR
Numerical simulations of conversion to Alfven waves in solar active regions
我们使用2.5D数值模拟研究磁声波到Alven波的耦合。在我们的实验中，一个给定频率和波数的快速磁声波产生的表面以下。假设域内的磁场是均匀的和倾斜的。在声速和阿尔芬速度相等的层附近，测量转换成阿尔芬波的效率，计算它们的能流。磁场的振荡与速度之间的特殊振幅和相位关系，有助于我们证明这种转换后到达高层大气的波确实是阿尔文波。我们发现，从快磁声波到阿尔芬波的转换是特别重要的倾斜和方位角之间的磁场55和65度，与最大值移动到更大的倾角为较低的频率波。传输到高层大气的最大阿尔芬通量比相应的声通量低2-3倍。
2010-09-23 astro-ph.SR
3D simulations of realistic power halos in magneto-hydrostatic sunspot atmospheres: linking theory and observation
观测良好的声晕是相对于安静太阳值的时间平均多普勒速度和强度功率的增强，这对于太阳黑子和活动区的半影周围的弱和高度倾斜的场是突出的。我们进行三维线性波建模与现实的分布式声源在MHS太阳黑子大气中，并比较由此产生的模拟增强与多高度SDO观测的现象。我们发现，模拟晕是在良好的定性与观测。我们还提供了进一步的证据，负责晕的基本过程是折射和返回的快磁波已经历了模式转换的关键$a=c$大气层。此外，我们还发现了强有力的证据表明，快速阿尔文模式转换在晕的结构中起着重要的作用，以场向阿尔文波的形式从光球和色球高度带走能量。这种转换过程可以解释在较高频率（$> 8 $ mHz）下观察到的“双环”晕结构。
2015-12-04 astro-ph.SR
A Model of Solar Dynamo with Alternative Conversion of Large-Scale Magnetic Field and Production of Sunspots
自1908年发现与磁场有关的太阳活动周以来，人们对深部振荡发电机的研究得到了广泛的关注。然而，关于太阳能发电机仍然存在一些悬而未决的问题，例如，大尺度极向场和环向场之间的不对称转换以及太阳黑子蝴蝶图案的物理基础。本文报道了新一代大尺度磁场及其能量释放过程。太阳内部流体运动的感应作用由RLC电路表示，其中通过极向场的扭曲而建立的环向场，即所谓的$ω$效应，起着电容器的作用。这样的RLC电路不仅提供了一个避开Cowling反发电机定理的自维持振荡系统，而且提供了快速磁重联的场所，从而再现了四极磁场，解释了太阳活动中黑子的行为和足点的移动。此外，电路和太阳的参数与22年的太阳周期一致。
2018-10-13 astro-ph.SR
Sunspot seismic halos generated by fast MHD wave refraction
我们提出了一个解释的高频功率过剩周围的活跃地区被称为地震晕。这个想法是基于磁声波在太阳黑子中传播的数值模拟。我们认为，这种过剩可以引起的附加能量注入的快模式波折射在高层大气中由于阿尔芬速度的快速增加。我们的模型定性地解释了晕的大小，并允许对其行为进行一些预测，这些预测可以在未来的观测中进行检查。
2009-09-09 astro-ph.SR
Spectropolarimetric Fluctuations in a Sunspot Chromosphere
4米级太阳望远镜具有无与伦比的分光偏振精度和灵敏度，在这个新时代取得的仪器进步将使色球磁场及其动态的研究具有前所未有的细节。在这方面，光谱偏振诊断可以提供宝贵的洞察磁流体动力学（MHD）波过程。MHD波，特别是与特定波模相关的阿尔夫维尼波动，最近被认为是不仅加热太阳大气外层和加速太阳风的重要机制，而且也是在太阳日冕和其他类日恒星中观察到的元素丰度异常（也称为第一电离势; FIP）效应的重要机制。在这里，我们利用国家的最先进的和独特的光谱偏振IBIS观测调查强度和圆偏振（CP）波动之间的关系在太阳黑子色球。我们的研究结果表明，在一个补丁，对应于一个狭窄的范围内的磁场倾角的强度和CP波动之间的明确联系。这表明在太阳黑子中存在阿尔夫维尼克扰动。
2020-09-11 astro-ph.SR
Mode transformation and frequency change with height in 3D numerical simulations of magneto-acoustic wave propagation in sunspots
本文对磁声波在太阳黑子大气中的传播进行了三维数值模拟，计算区域从光球到色球层。波源，类似于太阳光谱的属性，位于不同的距离轴的太阳黑子的每个模拟。这些结果与模式转换理论和观测特征进行了比较。模拟结果表明，色球层中的主振荡频率随着距黑子轴径向距离的增加而减小。所涉及的不同波模式，包括德阿尔芬模式的能流进行了评估和讨论。
2010-05-20 astro-ph.SR
Benchmarking Hall-Induced Magnetoacoustic to Alfvén Mode Conversion in the Solar Chromosphere
本文研究了在部分电离的低层太阳大气中，由霍尔效应引起的磁声-阿尔文线性模式转换的2.5维数值模式，改变了磁场强度和磁场倾角，以及波频率和水平波数。据发现，只有波能的磁分量是受霍尔介导的阿尔文波能通过极化旋转过程的转换。这强烈地促进了在安静的低色球层中慢磁声波和Alfvén波之间的直接模式转换，即使在mHz频率下也是如此。然而，那里的快波，其本质上主要是声学的，仅通过间接的两步过程进行霍尔诱导转换：（i）在阿尔文声学均分高度$z_{\rm eq}$附近的几何诱导的快-慢转换;以及（ii）$z>z_{\rm eq}$中的快波的霍尔旋转。因此，对于产生上行阿尔文波的两阶段过程，$z_{\rm eq}$必须位于霍尔有效窗口$0\lesssim z\lesssim700$ km之下或之内。需要超过100 G的磁场强度来实现这一点。由于这种霍尔效应的效能与场强成反比而与波频率成正比，因此只有高于约100 mHz的频率才受到两阶段过程的显著影响。增大磁场倾角$θ$一般能增强霍尔转换率，而水平波数$k_x$对霍尔转换率影响不大。直接和间接的霍尔机制都有影响的MHD波激发的光球到达上色球层的能力，并暗示日冕。
2021-08-05 astro-ph.SR
Transition region-induced kinetic Alfven wave conversion. Electric displacement field
Independent researcher（独立研究者）
研究过渡区对动能阿尔芬波的传播、传输与反射过程，揭示电位移场变化及能量再定向机制。
2026-05-11 astro-ph.SR
Magneto-acoustic waves in sunspots: first results from a new 3D nonlinear magnetohydrodynamic code
在太阳黑子的光球层和色球层中观测到的波表现出复杂的动力学和空间模式。高分辨率太阳黑子波观测的解释需要在真实的黑子模型大气中模拟太阳黑子上层的三维非线性波传播和模式转换。在这里，我们提出了这种建模的第一个结果。我们开发了一个三维非线性数值计算程序，专门用于计算平衡态磁结构对任意扰动的响应。该代码解决了三维非线性MHD方程的扰动，它是稳定的超扩散项，是完全并行化。代码的健壮性通过一些标准测试得到了证明。我们分析了几个模拟的太阳黑子扰动的不同周期的脉冲在次光球水平，从短周期，介绍了学术目的，以较长的和现实的三分钟和五分钟的周期。通过计算波能流，详细描述了非平凡类黑子磁场位形中的三维模式转换，包括快、慢磁声波和Alfvén波之间的转换.我们的主要发现是：（1）只有当驱动脉冲位于黑子轴外时，才能观察到从声学模到Alfvén模的转换，但这种转换在能量上是无效的;（2）由于快磁声模的截止效应和折射，周期约为5分钟的倏逝波的能量几乎完全保持在水平β =1以下;（3）频率高于截止值的波以场向方式传播到色球层，其功率超过5分钟瞬逝振荡的功率，这与观测结果一致。
2010-06-15 astro-ph.SR
Detection of Fast-Moving Waves Propagating Outward along Sunspots' Radial Direction in the Photosphere
日震波和磁流体动力学波在太阳黑子内部和上方非常丰富。通过对SDO/HMI观测到的光球层振荡信号进行互相关，我们重建了波是如何从位于太阳黑子内部的虚拟波源传播出去的。除了通常的日震波，一个快速移动的波被检测到沿太阳黑子的径向方向从本影到大约15毫米以外的太阳黑子边界。该波的频率范围为2.5 - 4.0 mHz，相速度为45.3 km/s，比阿尔文波和磁声波在光球层中的典型速度快得多。所观察到的现象是一致的，磁声波激发在太阳黑子下约5毫米的场景，其波前传播和扫过光球的速度高于当地的磁声速度。这种快速移动的波，如果在太阳黑子表面下被真正激发，将有助于打开一扇研究太阳黑子内部结构和动力学的新窗口。
2015-07-16 astro-ph.SR
Magnetohydrodynamic Non-linearities in Sunspot Atmospheres: Chromospheric Detections of Intermediate Shocks
太阳大气层内激波的形成仍然是少数几个可观测到的能量耗散的特征之一，这种能量耗散是由太阳表面附近产生的大量磁流体动力学波引起的。活动区观测提供了波行为及其对周围大气影响的特殊视图。在太阳低层大气中存在的分层等离子体梯度允许许多理论上的激波现象的潜在形成。在这项研究中，使用色球钙II 854.2nm的光谱偏振数据的一个大的太阳黑子，我们研究波动的等离子体参数在强大的冲击事件，证明极化反转在其演变过程中的后果。现代反演技术被用来揭示扰动的温度，视线速度，和矢量磁场发生在一个范围内的光学深度同义的冲击形成。这些非线性签名的分类进行比较，观察得出的慢，快，和阿尔文冲击的理论朗肯-Hugoniot关系的解决方案。使用超过200，000个独立的测量，我们揭示了阿尔文（中间）激波解在光学深度log（tau）=-4处提供了理论和观测之间最接近的匹配，与上层光球和下层色球之间边界的几何高度一致。这项工作首次揭示了太阳黑子本影中色球层中间激波的证据，为一系列磁结构（包括孔隙、磁通量绳和磁亮点）中波能的潜在热化提供了一种新方法。
2020-02-27 astro-ph.SR
Formation of super-strong horizontal magnetic field in delta-type sunspot in radiation magnetohydrodynamic simulations
我们进行了一系列的辐射磁流体动力学模拟，以了解异常强大的水平磁场的放大机制，在三角洲型太阳黑子。在模拟中，我们成功地再现了三角洲型太阳黑子和由此产生的强磁场超过6000 G的光桥之间的积极和消极的极性。本研究的主要结论如下：1.强水平磁场放大的本质机制是两个光点旋转引起的剪切运动。2.强水平磁场保持无力状态。3.磁场的峰值强度不取决于空间分辨率、顶部边界条件或阿尔芬速度限制。旋转运动的起源是植根于深对流区。因此，三角光斑光桥中的磁场可以被放大到光球层中的超配位值。
2020-08-18 astro-ph.SR
Reflection and Conversion of Magneto-Gravity Waves in the Solar Chromosphere: Windows to the Upper Atmosphere
Straus等人最近报道了在太阳色球层底部探测到向上传播的内部重力波，他假设这些可以有效地耦合到磁性区域中的阿尔芬波。这在将能量输送到更高水平方面可能是重要的。在这里，我们探讨了线性重力波在VAL C大气中的传播，反射和模式转换，并发现即使是弱磁场通常反射回重力波向下慢磁声波以及之前，他们到达阿尔芬/声学均分高度，在模式转换可能发生。然而，对于其中重力波设法在均分水平附近穿透或穿过均分水平的某些高度倾斜的磁场取向，可以存在向上行阿尔芬波和声波中的任一个或两者的实质性转换。预计波能通量与色球辐射损失相当。
2009-10-26 astro-ph.SR
Fast-to-Alfvén Mode Conversion Mediated by Hall Current. I. Cold Plasma Model
太阳和类太阳恒星的光球温度最低值是非常弱的电离，电离分数$f$低至$10^{-4}$。在银河系恒星形成区，$f$可能是$10^{-10}$或更低。在这些情况下，霍尔电流可以通过无量纲霍尔参数$ε=ω/Ω_\text{i}f$耦合低频Alfvén波和磁声波，其中$ω$是波频率，$Ω_\text{i}$是平均离子陀螺频率。这是在冷（零- $β$）等离子体的背景下分析的，而对于热等离子体则不太详细。据发现，霍尔耦合优先发生在波矢量是近场对齐。在这种情况下，霍尔耦合理论上会在波通过弱电离区时产生快模和阿尔文模之间的连续振荡。在低频（兆赫），太阳和恒星的正常模式的特征，$ε$可能是太小，一个振荡的一小部分以上发生。另一方面，在与磁重联事件相关联的高得多的频率（Hz）处，该效应可能是显著的。在另一种情况下，恒星形成气体云的特征参数表明，$\mathcal{O}(1)$或更多的完整振荡可能发生在一个云交叉。由于太阳黑子的离子回旋频率和阿尔文速度很高，这种机制预计在太阳黑子中不会有效，因为净效应与两者成反比，因此与场强成反比。
2015-10-13 astro-ph.SR
Alfvén Wave Dissipation in the Solar Chromosphere
半个多世纪以来，磁流体动力学（MHD）阿尔芬波一直是实验室等离子体物理和天体物理研究的热点。它们的独特性质使它们成为理想的能量传输者，虽然太阳大气层为它们的存在提供了有利条件，但由于它们不断演变和动态的观测特征，直接探测已证明是困难的。阿尔文波作为一种加热机制的可行性依赖于波能的有效耗散和热化，直到现在还没有直接的证据。在这里，我们提供了第一个观测证据阿尔文波加热色球等离子体在太阳黑子本影通过形成冲击锋。冲击波环境的磁场配置，以及切向速度特征，将它们与传统的本影闪光区分开来。观测到的5%的局部温度增强与向上传播的磁声振荡驱动的模式转换阿尔文波的耗散一致，为阿尔文波在太阳大气层及以外的行为提供了前所未有的见解。
2018-10-17 astro-ph.SR
Fast-to-Alfvén mode conversion mediated by Hall current. II Application to the solar atmosphere
在完全电离的等离子体中，通过分层和三维几何效应，可以观察到快磁声波和阿尔文波之间的耦合。在论文I中，Cally和Khomenko（2015）已经证明，在弱电离等离子体中，如太阳光球层和色球层，霍尔电流引入了一种新的耦合机制。本研究将论文I的结果推广到了温等离子体的情况。我们报告的数值实验中使用准现实分层的热力学参数类似的太阳大气模式转换进行了研究。这纠正了冷等离子体近似假设的局限性，特别是允许快速和慢速磁声模式之间的耦合和随后的耦合的快速模式的阿尔文模式通过霍尔电流的完整过程。我们的研究结果证实了论文I中提出的太阳能情况下的机制的有效性。我们观察到，转换的效率是波的传播方向和磁场之间的角度，以及波的频率的敏感函数。当场方向和波方向对准以增加波频率时，效率增加。在将我们的结果换算成典型的太阳值之后，转换的阿尔文波的最大振幅，对于1 Hz的频率，对应于$\sim10^3$ $\rm W\,m^{-2}$的能量通量（在峰值霍尔耦合高度以上测量），基于$β=1$处的500 $\rm m\,s^{-1}$的振幅，这足以在安静和活跃区域的日冕加热中发挥主要作用。
2018-11-15 astro-ph.SR
Resonant Absorption as Mode Conversion? II. Temporal Ray Bundle
在简单、冷、非均匀的MHD模型等离子体中，通过对在Alfven共振处奇异的谐波频率进行傅立叶叠加，构造了快波脉冲。脉冲在到达谐振层之前部分地反射，但也部分地隧穿到谐振层以模式转换为阿尔芬波。精确的吸收/转换系数的脉冲被证明是精确地给出了一个函数的横向波数表中的纸我这个序列，并独立于频率和脉冲宽度。
2010-11-16 astro-ph.SR
Dislocations in magnetohydrodynamic waves in a stellar atmosphere
我们描述了分层恒星大气中磁流体动力学波中波前位错的存在。标量位错，如边缘和漩涡，可以出现在阿尔文波，以及在一般的磁声波。我们在太阳色球层黑子的磁流体动力学波观测中发现了这些位错。通过对所观测到的位错电荷的测量，我们首次估计了太阳黑子中沿磁场传播的波的模式贡献。
2013-08-01 astro-ph.SR
Conversion Layer Controls the Evolution of Magnetic Deflections Near the Alfven Surface
University of Michigan（密歇根大学）；University of Delaware（特拉华大学）；Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森尼天体物理中心）；University of Alabama Huntsville（阿拉巴马大学亨茨维尔分校）；Auburn University（奥本大学）；University of California Berkeley Space Sciences Laboratory（加州大学伯克利分校空间科学实验室）
研究发现阿伦夫表面附近的转换层通过将磁能转化为粒子能，控制磁偏转的发展并可能驱动超阿伦夫日风中的磁翻转形成。
2026-01-29 astro-ph.SR physics.space-ph
Mode Conversion and Period Doubling at Plasma-$β$ Unity in an Alfvén-Wave Experiment with Liquid Rubidium
我们报告了在德累斯顿高磁场实验室（HLD）进行的液态铷的阿尔文波实验。达到63 T时，脉冲磁场超过54 T的临界值，在该临界值下阿尔文速度等于声速（等离子体- $β$单位）。在这个阈值，我们观察到一个倍周期的应用8 kHz CW激励，磁声波和阿尔文波之间的参数共振的清晰足迹。
2020-10-29 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Directional Time-Distance Probing of Model Sunspot Atmospheres
在当地日震学中没有被广泛考虑的一个关键特征是，表面磁性区域实际上打开了一个从内部进入太阳大气的窗口，地震波通过这个窗口泄漏，在大气层中反射，然后重新进入内部，重新加入通常局限于那里的地震波场。在最近一系列使用平移不变大气的数值研究中，我们使用了“定向时距日震学”测量方案来研究太阳大气层中较高位置的返回快波和阿尔文波对光球层地震学的影响（Cally & Moradi 2013; Moradi & Cally 2014）。在这项研究中，我们将我们的定向时间-距离分析扩展到更现实的类太阳黑子大气中，以更好地了解太阳黑子中磁场对日震走时测量的直接影响。与我们以前的研究结果一致，我们发现了一个独特的频率依赖性的方向行为的走时测量，一致的签名MHD模式转换。我们发现，无论太阳黑子的场强或威尔逊凹陷的深度如何，情况都是如此。我们还分离和分析了纯热扰动对测量旅行时间的直接贡献，发现在本影中传播的波对太阳黑子的潜在热效应更加敏感。
2015-03-14 astro-ph.SR
Back Reaction of the Untwisting Solar Corona Scars Sunspots
Sorbonne Université, Observatoire de Paris-PSL, École Polytechnique, IP Paris, CNRS（索邦大学，巴黎天文台-PSL，巴黎综合理工学院，巴黎理工学院，法国国家科学研究中心）；School of Astronomy and Space Science, Nanjing University, Nanjing, China（南京大学天文与空间科学学院）；Laboratoire de Physique des Plasmas, Paris, France（等离子体物理实验室）
该研究发现日冕环解旋产生的反向磁扭转转移会在光球形成黑子痕迹，为日冕物质抛射等相关光球变化提供定量解释，警示黑子磁场意外演化。
2026-07-31 astro-ph.SR
Explaining Inverted Temperature Loops in the Quiet Solar Corona with Magnetohydrodynamic Wave Mode Conversion
日冕环在太阳表面描绘出双极的拱形磁场。最近结合旋转层析成像、极紫外成像和位场外推法的测量表明存在具有反转温度分布的大环;即，顶点温度是局部最小值而不是最大值的循环。这些“下环”似乎主要存在于太阳活动极小期附近的赤道安静区域。我们模拟这些和更普遍的大规模的“上环”模拟日冕加热作为一个时间稳定的叠加：（1）不可压缩的阿尔芬波湍流的耗散，和（2）压缩波的耗散形成的模式转换从初始人口的阿尔芬波。我们发现，当大部分（> 99%）的阿尔芬波经历这种转换时，加热极大地集中在足点处，并产生稳定的“下回路”。在某些情况下，我们发现有三个极大值的环也是引力稳定的。与层析温度数据一致的模型表现出更高的气体压力为“下环”比“上环”，这是与观察一致。这些模型还显示了阿尔芬波振幅的狭窄范围：在日冕底部为3至6公里/秒。这与在明亮的X射线环中观察到的20至30 km/s的典型振幅相比是低的。然而，我们所模拟的大尺度环被认为包括一个较弱的弥漫背景，填充了日冕的大部分体积。通过限制静止流光背后的环的物理学，我们希望更好地理解缓慢太阳风的形成。
2016-08-15 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
Helioseismic holography of simulated sunspots: magnetic and thermal contributions to travel times
波通过太阳黑子的传播涉及声波和磁波之间的转换。此外，太阳黑子的热结构与安静太阳的热结构有很大不同。因此，对太阳黑子的当地日震测量结果的解释长期以来一直是一个挑战。为了理解这些测量结果，我们对太阳黑子中的波传播进行了数值模拟。日震全息测量所得到的模拟波场显示定性协议与实际太阳黑子的观测。我们使用额外的数值实验来确定，分别，太阳黑子的热结构的影响和太阳黑子磁场的直接影响。我们使用射线近似表明，热（非磁性）太阳黑子模型中的走时偏移主要是由威尔逊凹陷引起的波路径变化产生的，而不是波速度的变化。这表明，太阳黑子地下结构的反演必须考虑到密度的局部变化。在水平相速度和频率的某些范围内，在全磁太阳黑子模型和热模型中测量的旅行时间之间存在一致性（在模拟中的噪声水平内）。如果这一结论被证明对大范围的模型都是可靠的，那么它将为太阳黑子结构的反演提供一条道路。
2016-08-17 astro-ph.SR
Spectropolarimetrically accurate magnetohydrostatic sunspot model for forward modelling in helioseismology
我们提出了一种技术来构建一个大规模的太阳磁场浓度的分光偏振精确的磁流体静力学模型，模仿太阳黑子。利用所建立的模型模拟了声波在太阳内部和太阳黑子嵌入光球层中的传播、转换和吸收过程，利用中性铁磁敏光球层吸收线$6173\mathrmÅ$，计算了太阳盘面不同位置的连续谱强度、多普勒速度和全Stokes矢量等观测量，并分析了太阳光球辐射输运的非定域性对日震观测的影响。使用平分线形状进行多高度观察。在不同高度的线形成区域内的不同位置在太阳盘的声功率的差异进行了模拟和表征。在模拟观测远离太阳盘中心的太阳黑子本影时，声功率的增加被确认为慢磁声波。
2015-04-09 astro-ph.SR
Transition-Region/Coronal Signatures and Magnetic Setting of Sunspot Penumbral Jets: {\it Hinode} (SOT/FG), Hi-C and {\it SDO}/AIA Observations
半影微喷流（Penumbral microjet，PJ）是太阳黑子半影色球层中短暂的窄亮特征，Katsukawa等人（2007）首先使用{ \it Hinode}的太阳光学望远镜（SOT）上的\CaII \H线滤波器对其进行了表征。有人提出，PJ的形成是由于半影的两个磁分量（脊和脊间）之间的重联，它们可能有助于太阳黑子半影上方的过渡区（TR）和日冕加热。我们提出了一个修改后的图片形成的PJs的基础上最近的结果，太阳黑子半影丝的内部结构。利用高分辨率日冕成像仪（{ \it Hinode}/SOT）和\it太阳动力学天文台大气成像组件（AIA）的不同通带的太阳黑子数据，我们检验了PJ是否在TR和日冕中具有特征。我们在任何AIA通带中几乎找不到正常PJ的任何可辨别的特征，除了其中一些在1600 μ m图像中出现。然而，我们发现了具有类似寿命但更大尺寸（宽达600公里）的异常强大的喷流，这些喷流在半影的几个位置反复出现，在斯托克斯-V图像中可以看到一些半影细丝尾部相反极性场的证据。这些大尾巴的PJ确实显示了TR的特征。他们是否有任何冠温等离子体是模糊的。我们推断，没有一个PJ，包括大尾巴PJ，直接加热AR中的日冕，但任何半影喷流都可能通过产生阿尔文波和/或编织日冕场间接驱动日冕加热。
2015-11-24 astro-ph.SR
Wave transformations near a coronal magnetic null-point
本文通过三维数值模拟研究声学p模在日冕磁零点处的传播与模式转换，发现快波在零点聚焦并产生与驱动频率二次谐波相容的电流密度振荡，表明MHD波可能是磁零点周围振荡电流耗散和准周期性能量事件的重要来源。
2023-10-26 astro-ph.SR
Sunspot seismology: accounting for magnetohydrodynamic wave processes using imaging spectropolarimetry
声波吸收，模式转换和传输的太阳黑子日震推断的影响被广泛讨论，但尚未占他们已被证明是困难的缺乏一致的框架内日震建模。在这里，讨论的问题和问题，近地表磁流体力学主机通过复杂的相互作用的辐射转移，测量问题，和MHD波过程，我提出了一些可能性完全从观测分析的基础上成像光谱偏振。特别是，我提出了一些结果波的演变作为观测高度和磁场的垂直倾斜度的函数，来自一个高节奏的成像光谱偏振观测的太阳黑子及其周围环境的仪器IBIS（NSO/Sac峰，美国）。这些观测是在磁敏感（Fe I 6173 A）和磁不敏感（Fe I 7090 A）的上部光球吸收线上进行的。这里估计的太阳黑子光球层内的波旅行时间的贡献将需要从反演建模程序中删除，因为反演建模程序没有规定要考虑它们。
2012-06-25 astro-ph.SR
Conversion and Smoothing of MHD Shocks in Atmospheres with Open and Closed Magnetic Field and Neutral Points
在模拟的二维等温分层大气的高$β$基底上激发平面声主导磁流体动力学波，其中位磁场具有开场区、闭场区和中性点.它们在向阿尔文-声学均分面$a=c$的方向上激波，其中$a$和$c$分别是阿尔文速度和声速。扩展最近的1.5D研究结果，这种冲击模式转换为快速冲击和缓慢的平滑波通过$a=c$，我们探讨这些更复杂的磁几何形状的影响。据发现，1.5D的行为进行到更复杂的情况下，与快速冲击强烈吸引中性点，这是破坏生产广泛的精细结构。我们还观察到，从$a>c$到$a<c$的相反方向运动的激波也分裂成快分量和慢分量，而且慢分量也被平滑了。
2021-05-05 astro-ph.SR
Interaction of Fast Magnetoacoustic Wave with the Localized Coronal Null and Generation of the Energetic Alfvén Wave Packet
Indian Institute of Technology (BHU)（印度理工学院（贝拿勒斯印度教大学））；Institute of Physics University of Graz（格拉茨大学物理研究所）；Department of Astronomy and Astrophysics at Space Research Center, Ilia State University（伊利亚州立大学空间研究中心天文学与天体物理学系）；Evgeni Kharadze Georgian National Astrophysical Observatory（叶夫根尼·哈拉泽格鲁吉亚国家天文台）；Key Laboratory of Solar Activity and Space Weather, School of Aerospace, Harbin Institute of Technology, Shenzhen（哈尔滨工业大学深圳航天学院太阳活动与空间天气重点实验室）；Korea Astronomy and Space Science Institute（韩国天体与空间科学研究所）
通过2.5D电阻磁流体动力学模拟，研究快速磁声波与局域日冕磁零点相互作用时模式转换产生阿尔文波包的过程，并分析其传播特征及对日冕能量传输的意义。
2026-06-04 astro-ph.SR
Smoothing of MHD Shocks in Mode Conversion
模拟了激波在分层等温磁大气中通过阿尔文-声学均分层的过程。Núñez（2019）最近的射线理论计算预测了通过这一层的冲击波的平滑，导致快速和慢速分量都以连续波的形式出现。然而，它被发现，部分模式转换预期从线性理论的斜入射的冲击的磁场是伴随着一个平滑的慢冲击，而快速冲击持续。基于MHD模式转换和激波理论给出了解释。
2019-07-25 astro-ph.SR
Role of Longitudinal Waves in Alfven-wave-driven Solar/Stellar Wind
本文在阿尔芬波驱动风的框架下研究了光球上类p模垂直振荡在驱动太阳风中的作用。通过对从光球层到行星际空间的一维磁流体动力学数值模拟，我们发现质量损失率随着光球层纵向扰动幅度的增加而增加到4倍。当加入纵向起伏时，色球层中的纵波通过模式转换产生横波，从而增加了日冕中的Alfvenic Poynting通量。结果，色球蒸发增强了日冕加热，产生更高的日冕密度，导致质量损失率增加。我们的研究结果清楚地表明，在确定的基本属性的风从太阳和太阳型恒星的光球和色球中的模式转换的p-模式振荡的重要性。
2022-11-09 astro-ph.SR physics.space-ph
Super Penumbral Chromospheric Flare
我们在太阳黑子的超半影外边界观测到了一个C级耀斑。耀斑是由一个新兴的磁双极区，是倾斜取向的超级半影原纤维。耀斑是由于出现的磁通量与超半影场的低高度磁重联导致逆Evershed流道及其上覆大气中的热多温度等离子体流而开始的。色球层中的逆Evershed流从超级半影开始向黑子方向流动，在半影的外边界结束。在逆Evershed通道中朝向太阳黑子的热等离子体流在H $α$波长中显示出比在不同温度下的等离子体发射高约10 km s $^{-1}$的速度，如在不同的AIA过滤器中所见。尽管这些速度比典型的逆埃弗谢德流速度高出约7倍，但在太阳黑子半影的外边界处，流动会减少。这表明携带逆Evershed流的超级半影场线在半影场线潜入太阳的边界处中断，并且这两组场线完全不同。在这两组场线的邻接处的典型磁场和等离子体性质的不连续性进一步导致特征磁声和阿尔文速度的不连续性，因此，停止等离子体流动进一步on.The多温度等离子体在逆Evershed通道中表现出\textbf{possible}纵向振荡最初在耀斑的发病期间，后来流向太阳黑子。在多温区的情况下，耀斑区上方的不同层具有超音速和亚音速的混合流。
2018-06-01 astro-ph.SR
Alfven Waves in Partially Ionised Solar Steady-State Plasmas
本文采用双流体模型结合解析色散分析与数值求解，研究存在带电、中性粒子稳态场向流动的部分电离太阳等离子体中的阿尔文波特性，揭示流动对波属性的调制效应及模式转换条件。
2025-11-13 astro-ph.SR
MHD Mode Conversion around a 2D Magnetic Null Point
当波通过声速和阿尔文速度相等的区域时，发生模式转换。在这一点上有一个共振，这使得一些入射波被转换成不同的模式。我们研究这种现象在附近的一个二维的，冠状零点。当波接近零时，它从低β等离子体传递到高β等离子体，允许转换发生。我们通过从上边界发送一个慢磁声波来数值模拟这一点;当它穿过转换层时，可以清楚地看到一个快波向前传播。结合分析WKB调查的数值模拟，使我们能够确定和跟踪整个域的入射波和转换波。
2009-07-09 astro-ph.SR
Mode conversion and energy flux absorption in the structured solar atmosphere
本研究使用3D理想MHD模拟探究太阳大气横向结构化对模式转换与波能流吸收的影响，发现横向结构化能有效引导Alfvén波能流进入日冕并减少反射，环结构可吸收超三分之一外部驱动波能流，为无衰减环振荡由外部声波驱动提供了证据。
2024-01-04 astro-ph.SR
Influence of the Conversion Layer on the Dispersion Relation of Waves in the Solar Atmosphere
在两个高度的磁光滤波器（MOTH）实验进行的观察表明，向上的行波包的磁性区域的频率低于声学截止。我们证明了所观察到的旅行时间的频率依赖性，即色散关系显示出显着的差异，在磁性和非磁性区域。更重要的是，在阿尔芬速度等于声速的层处和层上方，我们看不到具有较低截止频率的慢声模式的色散关系。我们与理论色散关系的比较并不表明这是向上低频波的慢声波类型。由此我们推测可能发生了从快声波到快磁波的部分模式转换。
2010-01-28 astro-ph.SR
On ponderomotive effects induced by Alfven waves in inhomogeneous 2.5D MHD plasmas
当阿尔芬波振幅的空间梯度不为零时，非线性磁压梯度作用于介质（有质动力）。我们通过分析非均匀B和ρ的一般情况下的非线性波方程中的源项来研究非均匀2.5维MHD等离子体中这种力的性质，并考虑支持非线性数值模拟。我们的方程表明，有两个不同的类的有质动力效应引起的阿尔芬波一般2.5维MHD，每一个都有纵向和横向的表现形式; i）几何效应：在脉冲几何相对于背景磁场的影响，使波维持同空间的扰动，纵向和横向的子扰动-我们报告的横向扰动的第一次。ii）梯度（c_A）效应：在脉冲传播通过非均匀区域（其中阿尔芬速度分布中的非零梯度为非零）的情况下，非线性磁压梯度用于加速等离子体。横向梯度（相位混合区域）激发独立传播的快磁声波（概括Nakariakov等人1997，Solar Physics，175，93的结果），并且纵向梯度沿着场扰动（因此在β = 0中产生静态扰动，并且在β 1 = 0中产生慢波）。我们还证明，由于非线性洛伦兹力的模式转换是一个单向的过程，并不作为一种机制，非线性地产生阿尔芬波由于传播磁声波。我们的结论是，这些有质动力效应引起的阿尔芬波在任何MHD介质中传播，并有可能有显着的后果，提供系统的能量传输和耗散方面的动力学是足够的非线性和不均匀的。
2013-02-18 astro-ph.SR
The role of torsional Alfven waves in coronal heating
在日冕加热的背景下，在太阳大气中存在的MHD波的动物园中，阿尔芬波受到特别的关注。事实上，这些波构成了一个有吸引力的加热剂，因为它们能够携带足够的能量来加热和维持日冕。然而，由于其不可压缩的性质，这些波需要一种机制，如模式转换（导致冲击加热），相位混合，共振吸收或湍流级联，以加热等离子体。利用偏振、光谱和成像仪器进行的新观测，如日本卫星Hinode或SST或CoMP上的观测，为日冕中存在高能阿尔芬波提供了强有力的证据。为了评估阿尔芬波在日冕加热中的作用，在这项工作中，我们模拟了一个磁通量管受到阿尔芬波加热通过模式转换机制。使用一个1.5维的MHD代码，我们进行了一个参数调查不同的磁通量管的几何形状（长度和膨胀），光球磁场，光球速度振幅和波的性质（单色或白噪声频谱）。结果表明，与光球波振幅和磁场无关，只有长（> 80 μ m）和厚（光球与日冕面积比> 500）的环才能产生和维持日冕。在光球速度振幅的临界值（通常为几公里/秒）以上，日冕不再能维持很长一段时间，并由于波的大动量而崩溃。这些结果建立了几个约束阿尔芬波加热作为日冕加热机制，特别是活动区环。
2009-10-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Sensitivity of helioseismic travel-times to the imposition of a Lorentz force limiter in computational helioseismology
阿尔文波速度随着太阳表面高度的快速指数增长，对磁场对太阳振荡影响的物理建模提出了严峻的挑战，因为它为显式数值代码引入了重要的CFL时间步长约束。在计算日震学中，通常需要超过10小时（数百个波周期）的长时间模拟，当洛伦兹力和水动力之间的比值变得太大时，通过人为修改动量方程来限制阿尔文波的速度。然而，最近的研究表明，阿尔文波的速度在MHD模式转换过程中起着至关重要的作用，特别是在确定向上传播的日震快波的反射高度。利用数值模拟的日震波传播在恒定倾斜（相对于垂直）磁场，我们证明了这种人为限制器的实施显着影响时距旅行时间，除非阿尔文波速度上限是舒适地选择超过调查中的水平相速度。
2014-01-21 astro-ph.SR
Using SDO/HMI magnetograms as a source of the solar mean magnetic field data
将Wilcox太阳天文台（WSO）提供的太阳平均磁场（SMMF）与\textit{Solar Dynamic Observatory}（SDO）上的\textit{Helioseismic and Magnetic Imager}（HMI）获得的SMMF进行了比较。我们发现，尽管两种仪器使用不同的谱线和测量技术，但这两个数据集之间的皮尔逊相关系数等于0.86，而转换因子非常接近1：B（HMI）= 0.99（2）B（WSO）。我们还讨论了SDO/HMI的磁场测量，即12和24小时的振荡SMMF和太阳黑子磁场，可能是由航天器的轨道运动造成的文物。SMMF的人工谐波揭示了幅度的显著变化和几乎稳定的相位。SMMF的24小时谐波振幅和太阳黑子的存在之间的连接进行了检查。我们还发现，相反的相位人工12和/或24小时振荡存在于太阳黑子的相反极性。
2016-06-12 astro-ph.SR
Physics of the Solar Cycle : New Views
两个著名的湍流发电机和MHD振荡机制进行了严格审查和根本的困难。对太阳活动周期和活动现象的成因提出了新的看法。在太阳内部极向和环向磁场组合稳定结构存在的必然性。由于合适的稳定极向场结构，在太阳核心激发的长周期（~ 22年）阿尔芬波扰动首先传播到两个半球的两极，然后到达赤道。虽然朝着表面行进，阿尔芬波扰动沿着弱极向场结构，反过来又扰动嵌入的强环向场结构产生太阳黑子，特别是在对流信封，由于浮力沿等旋轮廓线行进到表面。利用太阳内部的真实密度结构，计算沿极向场结构的不同场线的阿尔芬波传播时间（Hiremath和Gokhale 1995）产生几乎相似的周期（~ 22年），解释了从表面磁场的球谐傅立叶分析获得的奇数度模式的22年周期的恒定性。观测到的太阳活动指数在1-5年范围内的准周期性是由于强环向场结构的扰动造成的，而极向和环向MHD振荡的耦合则是导致极长周期太阳活动周期和活动现象（如蒙德和巨极小）的原因。
2009-09-24 astro-ph.SR
Force-free wave interaction in magnetar magnetospheres: Computational modeling in axisymmetry
本文通过轴对称无力电动力学模拟研究磁星磁层中阿尔芬波与快磁声波的相互作用，揭示其转换机制、效率及对快速射电暴等观测现象的潜在意义。
2024-09-04 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Mode conversion of radiatively damped magnetogravity waves in the solar chromosphere
对绝热重力波在太阳大气中传播的模拟表明，在存在高度倾斜的磁场的情况下，模式转换为场导声波或阿尔文波是可能的。本工作旨在扩展以往的绝热研究，探讨辐射阻尼对太阳大气中重力波传播和模式转换的影响。我们模型重力波在VAL-C大气中，受到均匀的，任意取向的磁场，使用牛顿冷却近似辐射阻尼传播。结果表明，在绝热研究中确定的模式转换路径保持阻尼的存在。波能通量对辐射阻尼时间的高度依赖性的形式是高度敏感的。虽然从0.2微米开始的模拟与绝热结果相比导致适度的通量衰减，但在低光球层中预期的短阻尼时间有效地抑制了在光球层底部开始的模拟中的重力波。很难调和我们的结果和观测的传播重力波在光球高度的显着的能量通量，除非它们是在原地产生的，即使这样，为什么他们被观察到传播低至70公里，重力波应该是辐射过阻尼。
2011-07-12 astro-ph.SR
Magnetohydrodynamic Mode Conversion in the Solar Corona: Insights from Fresnel-like Models of Waves at Sharp Interfaces
本文修正了Stein 1971中波能通量守恒的错误，并利用尖锐密度界面模型研究MHD波反射、折射及模式转换，发现过渡区磁声波耗散可产生比阿尔文湍流高一个数量级的加热峰值。
2023-08-08 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Direct Imaging of Magnetohydrodynamic Wave Mode Conversion Near a 3D Null Point on the Sun
本文利用SDO/AIA观测首次直接成像太阳三维磁零点附近快模式MHD波向慢模式波的转换，并观测到伪冕流中的衰减横向振荡和准周期III型射电暴，证实了理论预测的日冕模式转换现象。
2024-03-29 astro-ph.SR
Three-Dimensional Propagation of Magnetohydrodynamic Waves in Solar Coronal Arcades
我们数值研究的激发和时间演化的振荡在一个二维的冠状拱廊，包括三维传播的扰动。通过求解线性理想磁流体动力学（MHD）方程，在零β近似下研究了脉冲扰动的时间演化。当我们忽略气体压力时，慢模不存在，因此只剩下耦合的MHD快模和Alfven模。两种类型的数值实验进行。首先，分析了系统的快简正模与局域阿尔芬波之间的共振波能量传递。可以看出，由于共振耦合，快波与全球字符转移其能量到Alfvenic振荡本地化周围的一个特定的磁表面内的拱廊，从而产生阻尼的初始快速MHD模式。其次，考虑了局部脉冲激励的时间演化，试图模仿附近的日冕扰动。在这种情况下，产生的快速波前将其能量留在拱廊内的几个磁性表面上。因此，该系统能够以阿尔文振荡的形式捕获能量，即使在没有密度增强的情况下，如日冕环。这些局部振荡随后被相位混合到更小的空间尺度。通过波能转换被系统捕获的波能的量强烈地依赖于在垂直方向上的扰动的波长，但几乎与磁密度标度高度的比率无关。
2010-02-12 astro-ph.SR
Dispersive and kinetic effects on kinked Alfvén wave packets: a comparative study with fluid and hybrid models
通过对低- $β$等离子体的MHD、Hall-MHD和混合模拟结果的比较，研究了色散和动力学效应对二维扭折Alfvén波包演化的影响.我们发现，霍尔项决定了在流体和混合模型的特征时间$τ^*=τ_a\ell/d_i$的波包的整体演变。波包的色散导致波能转换成内部等离子体能量。当考虑动力学质子时，质子内能的增加有来自等离子体压缩和相空间混合的贡献。后者发生在平行于引导装置磁场的方向上，这是由于质子以阿尔文速度与波包强制的可压缩模式共振。我们的研究结果之字形观测和太阳风能量的影响进行了讨论。
2023-02-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
MHD waves in homogeneous and continuously stratified atmospheres
本文系统梳理线性理想MHD波理论并推广至重力分层大气，重点分析波模转换、精确解及WKBJ和射线方法，并讨论其对太阳大气加热的意义。
2024-08-02 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar neutrinos as indicators of the Sun's activity
研究了利用太阳中微子流观测太阳耀斑（SF）预报的时机。在三代中微子中，我们考虑了中微子流在作为SF源的耦合太阳黑子（CS）上的演化。假设中微子同时具有偶极磁矩和反偶极磁矩，而CS以上的磁场可达$10^5-10^6$ Gs，具有扭曲性质，并具有非势特征。研究了太阳中微子流可能的共振转换。因为$ν_{eL}\to ν_{μL}$共振发生在对流区之前，所以它的存在与SF没有任何联系。然而，当太阳中微子通量在耀斑前穿过CS时，它可能会经历额外的共振转换，结果可能会观察到电子中微子通量的耗尽。
2020-04-21 astro-ph.SR
On Mode Conversion, Reflection and Transmission of Magneto-Acoustic Waves from Above in an Isothermal Stratified Atmosphere
本文利用二维均匀倾斜磁场等温大气中磁声波的精确解计算了从上方入射的慢波和快波的反射、透射和转换（$z=\infty$）。这与太阳大气层中耀斑激发的波是否能穿透阿尔文/声学均分层（我们将其称为冠层）到达光球层并产生足够的能量来制造日震的问题有关。据发现，慢波以上的声学截止频率有效地穿透（传输）声（快）波，如果在一个小的攻击角指向磁场，其余的转换为磁（慢）波，根据广义射线理论。这可能有助于解释使用地震全息术识别的日震震源的紧凑性。入射的慢波也可以有效地传输在倾斜的领域，由于在声学截止频率的降低（斜坡效应）的低频。从无限远入射的具有特定非零水平波数的快（磁）“波”必然是倏逝的，但可以通过隧道效应将能量携带到均分水平。人们发现，这可以有效地转换为声学（快）能量，然后可以作为行波再次到达光球。总的来说，似乎有足够的途径，大量的压缩波能量穿透冠层和影响光球。
2015-11-23 astro-ph.SR
Nonlinear Alfvén wave dynamics at a 2D magnetic null point: ponderomotive force
背景：在线性β=0的MHD区域中，MHD波在二维零点附近的瞬态特性是众所周知的。波是解耦的，并在磁拓扑的可预测部分积累：快波在零点积累;而阿尔文波不能穿过分离器。然而，在非线性MHD模式转换可以发生在不均匀的阿尔文速度的区域，这表明波的解耦性质可能不会扩展到非线性制度。目的：研究非线性β= 0 MHD中二维磁零点附近低振幅Alfvén波的行为。研究方法：我们数值模拟的低振幅阿尔文波到附近的磁零点使用非线性LARE 2D代码。结果如下：与在线性政权，我们发现，阿尔文波维持同空间的子扰动，表现在横向和纵向的流体速度，由于非线性磁压力梯度（即有质动力）的作用。这些扰动依赖于阿尔文波，并且不与介质相互作用以激发磁声波，尽管横向子体在零点处变得聚焦。此外，在早期阶段会产生一个独立传播的快速磁声波，它将一些初始阿尔文波能量传输到零点。随后，尽管由于阿尔文速度分布（Grad c_A \neq 0）中的梯度而经历色散和相位混合，但没有进一步非线性地产生快波。结论：我们发现，阿尔文波在2D冷零点的行为在很大程度上是在线性政权，但他们维持横向和纵向的干扰-在线性政权的影响缺席-由于非线性磁压梯度。
2013-05-30 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.geo-ph
