On modeling ICME cross-sections as static MHD columns
众所周知，太阳日冕物质抛射在穿过日光层时会膨胀。尽管如此，它们的截面通常被建模为静态等离子体柱内的磁流体力学（MHD）的框架。我们测试这种方法的有效性，使用现场等离子体数据从151磁云（MC）观测的风航天器和45观测的太阳神航天器。我们发现WIND事件最可能的横截面膨胀速度仅为MC内部Alfvén速度的$\approx 0.06$倍，而Helios事件最可能的横截面膨胀速度为$\approx 0.03$。因此，MC截面在阿尔文穿越时间尺度上几乎是静态的。使用库仑碰撞产生的电导率的估计，我们发现，在MC的Lundquist数是高的（$\approx 10^{13}$），这表明MHD的描述是合理的。焦耳加热率使用我们的电导率估计是几个数量级低于要求的等离子体加热内MC靠近地球。虽然我们计算的（低）加热速率与MHD描述一致，但与加热要求的差异表明可能偏离MHD，需要更好地了解MC中的等离子体加热。
2022-03-14 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Local proton heating at magnetic discontinuities in Alfvenic and non-Alfvenic solar wind
利用Parker Solar Probe观测与2.5D混合模拟，研究了Alfvénic与非Alfvénic太阳风磁场间断处的局地质子加热，发现两类风中小尺度结构分别优先增强$T_\parallel$与$T_\bot$，并揭示了不同质子束流的形成机制。
2023-09-14 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Interaction of the Prominence Plasma within the Magnetic Cloud of an ICME with the Earth's Bow Shock
本文研究2023年4月24日ICME事件中携带日珥等离子体密度结构的磁云与地球弓激波的相互作用，发现重离子导致下游不规则压缩并形成上下游均超阿尔芬速度的不稳定弓激波过渡态，有助于理解极端空间天气影响。
2024-10-22 physics.plasm-ph 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
Cross helicity of interplanetary coronal mass ejections at 1 au
行星际日冕物质抛射（ICME）包含了范围广泛的磁场和速度波动。这些波动可以解释为阿尔夫维尼克波包平行或反平行于背景磁场传播，反向传播通量之间的功率差由交叉螺旋度量化。我们已经确定了在$10^{-3}-10^{-2}$ Hz的惯性距离波动的交叉螺旋度在226 ICME通量绳和176 ICME鞘观察到的风航天器在1995-2015年期间在1 au。通量绳和鞘的平均，归一化的交叉螺旋度分别为0.18和0.24，这里的正值表示净反向阳通量。虽然仍然倾向于反向阳方向的平均，ICME的通量往往是更平衡的比在太阳风在1 AU，那里的平均交叉螺旋度更大。叠加的历元配置文件显示，交叉螺旋度急剧下降的鞘，并达到最低限度内的磁通绳附近的前缘。更不平衡，太阳风一样的交叉螺旋度被发现朝向后缘和横向进一步从绳轴。交叉螺旋度的磁通绳取向和上游激波的存在的依赖被认为是。在1天文单位的ICME低交叉螺旋度的潜在起源包括在太阳和ICME-太阳风在行星际空间的相互作用的闭环通量绳的平衡驱动。我们建议，低交叉螺旋度的波动被添加到ICME签名的标准列表。
2022-05-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Mind the Gap: Nonlocal Cascades and Preferential Heating in High-$β$ Alfvénic Turbulence
本文研究高β阿尔芬湍流中非局域级联如何跨越非传播谱隙使能量到达小尺度，并给出修正的质子-电子加热比函数，发现非局域效应会抑制局域模型预测的质子加热增强。
2024-02-26 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
A possible link between turbulence and plasma heating
数值模拟和实验结果表明，空间等离子体中电流片的形成与涡量增强有关。此外，在模拟中，这种结构的产生与强等离子体加热有关。在这里，我们比较了四点测量的地球磁鞘湍流的多尺度磁层任务（MMS）的流涡度和磁场curlometer与其相应的一点代理PVI（V）和PVI（B）的基础上的增量的偏方差（PVI）方法。我们表明，一点代理是足够精确的识别不仅是通用的功能，目前的床单和涡流统计，但它们的外观与等离子体加热组。将该方法进一步应用于WIND卫星在L1观测到的行星际日冕物质抛射（ICME）湍流鞘区。我们观察到电流片和涡度相关的加热在较大的群体（斑点），这到目前为止还没有被认为是在文献中的湍流数据分析。斑点代表扩展的空间区域的活动与增强的区域之间的相关性的发生条件电流和涡度，这在同一时间也与温度升高。这种加热机制与ICME激波附近的等离子体加热有很大不同，在ICME激波附近，等离子体β强烈波动，没有涡旋。所提出的方法描述了一个新的途径连接等离子体加热和等离子体湍流，它是相关的现场观测时，只有单个航天器的测量。
2021-12-01 physics.plasm-ph physics.space-ph
Unprecedented Multipoint Observation of Spatially Varying ICME Turbulence of Different Ages during October 2024 Extreme Solar Storm at 1 AU
Space Physics Laboratory, Vikram Sarabhai Space Centre, Indian Space Research Organization（印度空间研究组织维克拉姆萨拉巴伊航天中心空间物理实验室）；Department of Physics, University of Kerala（喀拉拉大学物理系）；National Institute for Astrophysics, Institute for Space Astrophysics and Planetology（意大利国家天体物理研究所空间天体物理学与行星科学研究所）；Centre for Space Science and Technology, Indian Institute of Technology Roorkee（印度鲁尔凯理工学院空间科学与技术中心）；Physical Research Laboratory（物理研究实验室）
本文通过多卫星观测揭示了2024年10月极端太阳风暴中ICME湍流的空间变化特征，分析了不同距离下的湍流成熟度和各向异性，发现激波诱导能量注入显著改变了鞘湍流，并指出磁重联等内部过程对ICME演化的影响。
2026-04-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Constraints on ion vs. electron heating by plasma turbulence at low beta
它表明，在低β，弱碰撞等离子体，如太阳日冕，太阳风的某些情况下，极光，吸积盘的内部区域，它们的日冕，和一些实验室等离子体，阿尔夫文波动产生没有离子加热内的回旋近似，即，只要它们的振幅（在拉莫尔标度下）小并且它们的频率保持低于离子拉莫尔频率（即使它们的空间标度可以高于或低于离子拉莫尔标度）。因此，在这样的等离子体中的所有低频离子加热是由于压缩波动（“慢模式”）。由于这些涨落在能量上与已经在惯性范围内的阿尔夫文涨落解耦，上述结论意味着低β等离子体中离子和电子之间的能量分配是在湍流发生的外尺度上决定的，并且可以从相关天体物理系统的磁流体动力学（MHD）模型中确定。任何额外的离子加热必须来自非回旋机制，如回旋加热或随机加热由于离子的拉莫尔轨道的扭曲。这些结论的一个例外发生在霍尔极限，即，当离子与电子温度的比率与离子β一样低时（等效地，电子β是阶单位）。在这种情况下，慢模与远高于拉莫尔标度的阿尔夫维尼亚模耦合（即，在离子惯性或离子声尺度下），因此阿尔文级联和压缩级联结合，然后再次分离成两个波动级联，线性地类似于动力阿尔文波和离子回旋波，前者加热电子，后者加热离子。这两个级联示出去耦，缩放为他们的派生，它是物理上认为，这两个物种将被加热，他们以近似相等的速率。
2019-04-10 astro-ph.HE astro-ph.SR nlin.CD
Parametric decay of Alfvénic wave packets in nonperiodic low-beta plasmas
利用一维混合模拟方法研究了非周期低β等离子体中有限尺寸Alfvén波的参量衰减。与通常的小周期系统相比，在吸收边界条件下，大系统中的波包表现出不同的衰减动力学，包括能量传递减少、密度空穴和离子加热等。由此产生的阿尔文波动力学受到几个不稳定因素的影响，包括增长率，中心波频率和不稳定带宽。当不稳定性没有足够的时间在残余包内发展时，可以实现波包的最终稳定状态，并且包大小显示出对生长速率、波振幅和等离子体β的明确定义的缩放依赖性。在适当的条件下，增强的次级衰变也可以以窄的放大波包的形式被激发。这些结果可能有助于解释实验室和航天器对阿尔芬波的观测，并改善我们对相关能量传输和离子加热的理解。
2021-10-26 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Extreme heating of minor ions in imbalanced solar-wind turbulence
本文利用 Pegasus++ 模拟含 He²⁺ 和 O⁵⁺ 的低β等离子体非平衡阿尔芬湍流，揭示螺旋度屏障通过离子回旋波和朗道共振加热导致微量离子极端加热，并给出与观测一致的特征。
2024-11-19 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Spectral properties of mesoscale fluctuations in interplanetary coronal mass ejections
University of Helsinki（赫尔辛基大学）；University of Alberta（阿尔伯塔大学）
研究行星际日冕物质抛射中尺度波动的光谱特性，用小波功率谱分析142个ICME区间，发现中尺度光谱斜率更平缓，波动有高交叉螺旋度、低压缩性等特点，慢风区间类似，表明ICMEs中尺度存在光谱狭窄的\(1/f\)范围。
2026-10-30 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Reflection-driven turbulence in the super-Alfvénic solar wind
本文用膨胀盒约化磁流体力学模拟和理论研究超阿尔文太阳风中的反射驱动湍流，解释其平衡化、$1/f$ 谱、Alfvén vortex 及相关观测特征。
2023-08-20 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Quasi-linear theory of perpendicular ion heating by critically balanced turbulence
University of Otago（奥塔哥大学）
本文利用准线性理论，解析计算了离子与湍流大尺度阿尔芬涨落相互作用的加热率，揭示了湍流不平衡度如何使加热机制从随机加热平滑过渡到回旋共振加热，并得到了普适的加热率形式。
2026-06-12 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Ion Heating in Inhomogeneous Expanding Solar Wind Plasma: The Role of Parallel and Oblique Ion-Cyclotron Waves
日冕洞的遥感观测表明，重离子比质子热，并且它们的温度是各向异性的。对快速太阳风流的现场观测为湍流阿尔文波谱、左旋极化离子回旋波和He $^{++}$ -太阳风等离子体中的质子漂移-提供了直接证据，这种漂移可通过离子的共振吸收和垂直加热产生温度各向异性。此外，预计太阳风在接近太阳的尺度上是不均匀的。用2.5维混合程序研究了非均匀等离子体中太阳风离子的加热。我们包括膨胀的太阳风在一个不均匀的等离子体背景下，结合的影响的湍流波谱Alfvénic波动和初始离子质子漂移。我们研究了这些效应对垂直离子加热和冷却的影响，以及对非均匀背景风中磁涨落谱的影响。我们发现，在等离子体中的不均匀性导致增强加热相比，均匀的太阳风，并在太阳风等离子体的斜波的显着功率的产生。膨胀引起的冷却效应对于超阿尔夫文漂移并不显著，并且当我们包括不均匀的背景密度时进一步减弱。我们重现离子温度各向异性观察和以前的模型，这是目前无论垂直冷却由于太阳风膨胀。我们的结论是小尺度的不均匀性，在内部日光层可以显着影响共振波离子加热。
2014-09-30 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
On the Propagation and Damping of Alfvenic Fluctuations in the Outer Solar Corona and Solar Wind
基于 Parker Solar Probe 和 Solar Orbiter 观测，研究日冕至 1 AU 处 Alfvénic 波动的传播与耗散，发现波作用守恒在 Alfvén 面附近发生转变，且仅靠不可压缩反射驱动湍流无法解释观测到的加热率，需引入可压缩效应等额外阻尼机制。
2025-10-11 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar Wind Heating Near the Sun: A Radial Evolution Approach
University of Iowa（爱荷华大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；The Catholic University of America（天主教美国大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）；Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona（亚利桑那大学月球与行星实验室）；Johns Hopkins Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）；Goddard Planetary Heliophysics Institute, University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩分校戈达德行星日球物理学研究所）；Georgia State University（佐治亚州立大学）；Centre for Space Science and Technology, Indian Institute of Technology Roorkee（印度鲁尔凯技术学院空间科学与技术中心）
利用 Parker 太阳探测器数据研究近日太阳风等离子体和磁场的径向演化，揭示温度各向异性及磁场波动特征，为理解太阳风加热机制提供新视角。
2026-02-18 astro-ph.SR physics.space-ph
Perpendicular ion heating in turbulence and reconnection: magnetic moment breaking by coherent fluctuations
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona（亚利桑那大学）；Space Science Center and Department of Physics, University of New Hampshire（新罕布什尔大学）；Department of Physics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
该研究提出了一种理论框架，统一了随机离子加热、回旋加热和重联加热，解释了垂直离子加热在湍流和重联中的机制。
2026-02-23 physics.plasm-ph physics.space-ph
Identification of the weak-to-strong transition in Alfvénic turbulence from space plasma
利用四颗Cluster航天器首次在地球磁鞘中观测到MHD湍流的Alfvénic弱到强转变，揭示了非线性相互作用在能量级联中的关键作用，对恒星形成和太阳风加热等领域具有广泛影响。
2024-04-24 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.plasm-ph
Interplay between intermittency and dissipation in collisionless plasma turbulence
我们通过两种机制研究了无碰撞Alfvénic湍流的阻尼：随机加热（其效率取决于局部湍流振幅$δz_λ$）和线性Landau阻尼（其效率与$δz_λ$无关），详细描述了它们如何影响和受非线性影响。线性朗道阻尼的整体效率不受临界平衡湍流中的不稳定性的影响，而随机加热是更有效的间歇性湍流的存在下。此外，随机加热导致下降的尺度依赖的峰度在一个狭窄的范围内的尺度周围的离子陀螺仪。
2019-04-15 physics.plasm-ph physics.space-ph
Scaling Laws of Turbulence and Heating of Fast SolarWind: The Role of Density Fluctuations
磁流体力学中不可压缩的各向同性湍流可以用尺度能流的精确关系来描述。最近，在太阳系探测器观测到的太阳极上方的太阳风中观测到了这种类似于雅格隆的标度律，其中湍流处于阿尔夫维尼状态。一个类似的唯象标度律，适当修改，以考虑可压缩波动，更频繁地观察到在同一数据集。大尺度的密度涨落，尽管幅度很小，但在湍流的基本标度性质中起着至关重要的作用。此外，在压缩情况下的湍流级联率可以提供考虑非绝热太阳风的局部加热所需的能量耗散。
2010-03-02 physics.flu-dyn 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
Mediation of Collisionless Turbulent Dissipation Through Cyclotron Resonance
本研究基于太阳风观测发现离子回旋波是大尺度电磁涨落耗散的主要途径，并提出由交叉螺旋度控制的“螺旋度势垒”机制，解释无碰撞等离子体加热路径差异。
2023-06-08 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
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
High-frequency heating of the solar wind triggered by low-frequency turbulence
快速太阳风的高速和非热特性要求在太阳表面上方发生显著的加热。两个主要的理论似乎是不相容的：低频“阿尔夫维尼克”湍流，它向外传输能量，被航天器普遍观察到，但难以解释所观察到的离子对电子加热的主导作用;高频离子回旋波（ICW），它解释了离子的非热加热，但缺乏明显的来源。在这里，我们认为，最近提出的“螺旋障碍”的影响，限制电子加热抑制湍流级联的能量到最小的尺度，可以统一这两个范例。我们的六维模拟显示了螺旋度障碍如何导致大尺度能量随时间增长，从而从低频湍流中产生小平行尺度和高频ICW加热。由此产生的湍流和离子分布函数也与帕克太阳探测器和其他航天器的现场测量结果密切匹配，解释了在磁波动光谱中观察到的陡峭的“过渡范围”长达数十年的难题。该理论预测了等离子体膨胀和离子-电子加热比之间的因果关系。考虑到风速和膨胀之间的观测关联，我们认为螺旋度障碍可能在调节太阳风的双峰速度分布中起着关键作用。
2022-02-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Collisionless Dissipative Nonlinear Alfven Waves: Nonlinear Steepening, Compressible Turbulence, and Particle Trapping
可压缩等离子体中非线性Alfven波的磁能可能只与离子声准模有质动力耦合，这些准模调制波的相速度并引起波前变陡。在含有$β\not=0$的无碰撞等离子体中，非线性Alfven波的动力学也受到共振粒子-波相互作用的影响。在相对快速的演化（与粒子反弹时间相比）后，准驻波结构，与所谓的（Alfvenic）旋转不连续性相同，形成，其出现和动力学以前尚未被理解。非线性阿尔芬波的无碰撞（朗道）耗散也是太阳风加热的一种合理而自然的机制。将强的可压缩Alfvenic湍流看作是随机相互作用的Alfvenic间断和非线性波的集合，结果表明存在两个不同的湍流相。什么样的相位实现取决于这种无碰撞阻尼是否足够强，以在所有尺度上提供足够的能量汇，从而支持波能的稳态级联。然而，在长时间渐近中，粒子分布函数受波磁场的影响。在这个制度的非线性朗道阻尼，共振粒子被困在准静态Alfvenic不连续性，从而导致形成一个平台上的分布函数和淬火无碰撞阻尼。使用维里定理被困粒子，它分析表明，它们对非线性动力学的这种不连续性的影响是不平凡的，并迫使显着偏离传统的范式的理论。
1999-01-19 astro-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
Empirical Constraints on Proton and Electron Heating in the Fast Solar Wind
我们分析了在高速太阳风中测得的质子和电子温度，以计算质子和电子的热沉积率。与日球层的其他区域相比，快速太阳风具有最低的密度和最不频繁的库仑碰撞。这使得快速风的等离子体湍流耗散的无碰撞动力学过程的研究的最佳试验场。收集了来自太阳神和太阳系等离子体仪器的数据，以确定0.29和5.4天文单位之间的温度和电子热传导通量的平均径向趋势。导出的加热速率专门适用于这些平均等离子体特性，而不适用于平均值周围的整个测量值范围。我们发现，质子接收到的等离子体加热约占内日球层等离子体加热总量的60%，而这一比例在木星轨道上增加到约80%。一个主要的因素影响的不确定性，在这部分是在测量的径向梯度的电子热传导通量的不确定性。经验得出的质子和电子之间的热量分配是在粗略的协议从线性伏拉索夫波阻尼模型的理论预测。对于一个模型化的功率谱组成的Alfvenic波动，最好的协议被发现的波数矢量的分布，随着距离的增加，朝着各向同性发展。
2009-07-15 astro-ph.SR physics.space-ph
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
On stochastic heating and its phase-space signatures in low-$β$ kinetic turbulence
我们重新审视离子随机加热的理论，并研究其相空间签名动力学湍流的相关性低- $β$部分的太阳风。我们保留一个完整的规模依赖的方法在我们的治疗，并考虑的情况下，电场波动可以描述的广义欧姆定律，包括霍尔和热电效应。当离子拉莫尔尺度远小于离子趋肤深度$ρ_{\mathrm{i}}\ll d_{\mathrm{i}}$时，这两个电场项对随机离子加热起主导作用，这是$β{\ll}1$的情况。利用Alfvén波和动力学Alfvén波湍流涨落的谱标度律，我们得到了表征这两个区域中与随机加热相关的场垂直粒子扩散率和能量扩散系数的标度关系。离子加热的相空间签名，然后使用连续驱动Alfvénic湍流在低$β$的三维混合动力学模拟研究。在这些模拟中，平行于磁场的离子的湍流与其垂直对应物（$Q_{\parallel,\mathrm{i}}\ll Q_{\perp,\mathrm{i}}$）相比是次主导的，并且进入离子加热的湍流能量的分数在$β_{\mathrm{i}}=0.3$处为${\approx}75$，在$β_{\mathrm{i}}{\simeq}0.1$处为${\approx}40$。离子回旋的相空间特征与朗道共振无碰撞阻尼和离子回旋和随机加热的（$β$依赖）组合是一致的。我们证明了我们的理论和各种签名与随机部分的加热之间的良好协议。我们讨论的随机加热和我们的工作的影响，随机加热的太阳风航天器数据…
2021-04-26 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Phase mixing and wave heating in a complex coronal plasma
目标。我们研究了在复杂磁场中，通过对向传播的相位混合Alfvenic波的非线性相互作用，小尺度的形成和MHD波能量的耗散。方法.我们对复杂磁场中的横波进行了全三维非理想MHD模拟。连续波驱动器施加在脚点的磁场线和系统的几个阿尔文旅行时间的演变。允许相位混合波反射离开上边界，并分析所得逆流波包之间的相互作用。结果背景磁场的复杂性质促进了相位混合的发展，导致电流和涡旋的增长。反向传播的相位混合波诱导能量级联到小尺度，并导致更有效的能量耗散。这种效应在具有更复杂磁场的模拟中得到增强。高频驱动器激发局部场线共振并产生有效的波加热。然而，这依赖于谐振场线上大振幅振荡的形成。具有比场线的基频更小的频率的驱动器不能激发共振，因此不能注入足够的坡印亭通量来为日冕加热提供动力。即使在高频振荡的情况下，耗散的速度也可能太慢，无法平衡日冕能量的损失，即使在安静的太阳中也是如此。结论.对于这里提出的广义相位混合，复杂的背景场结构提高了波能量耗散的速率。然而，现实的波驱动器仍然很难注入足够的坡印亭通量来加热电晕。事实上，只有在振幅比目前在太阳大气中观测到的振幅大得多的情况下，才会发生显著的加热。
2020-03-11 astro-ph.SR physics.space-ph
Characteristics and Source Regions of Slow Alfvenic Solar Wind Observed by Parker Solar Probe
本研究利用帕克太阳探测器第4至14次近日点观测数据，结合PFSS建模与弹道映射，揭示慢阿尔文太阳风的两类源区及相关特征，并量化映射误差、提出多点观测的改进方向。
2024-09-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Dissipation of parallel and oblique Alfvén-cyclotron waves: implications for minor ion heating in the solar wind
我们进行2.5D的混合模拟与无质量的流体电子和动力学粒子在细胞中的离子研究的时间演变的离子温度，温度各向异性和速度分布函数的耗散和湍流演化的宽带光谱的平行和倾斜传播的阿尔文回旋波。本文的目的是研究平行和倾斜阿尔文回旋波在观测到的快速太阳风中的小离子加热和加速中的相对作用。我们考虑无碰撞均匀多物种等离子体，包括等温电子，各向同性质子和一个小组件的漂移$α$粒子在一个有限的$β$快速流在地球附近。动力学离子的建模最初各向同性麦克斯韦速度分布函数，开发非热功能和温度各向异性时，宽带频谱的低频非共振，$ω\leq 0.34 Ω_p$，阿尔文回旋波施加在开始的模拟。初始等离子体参数值，如离子密度、温度和相对漂移速度，由\textit{Wind}航天器在1天文单位进行的快速太阳风观测提供。施加的宽带波谱是左旋偏振的，类似于太阳风中Alfvénic湍流的\textit{Wind}测量。所有情况下施加的磁场波动都在太阳风湍流的惯性范围内，并具有Kraichnan型谱斜率$α=-3/2$。我们改变从$θ= 0^\circ$到$θ=30^\circ$和$θ=60^\circ$的传播角度，并发现小离子加热是最有效的高度倾斜波传播在$60^\circ$，而质子表现出垂直冷却在所有的传播角度。
2015-06-17 physics.plasm-ph physics.space-ph
The April 2023 SYM-H = -233 nT Geomagnetic Storm: A Classical Event
本研究分析2023年4月双峰强地磁暴的驱动源、磁层-电离层能量耗散、辐射带电子通量变化及赤道电离层异常调制特征，明确各物理过程的关联与量化特征。
2024-09-12 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Estimation of turbulent proton and electron heating rates via Landau damping constrained by Parker Solar Probe observations
本文利用帕克太阳探针前两次近日点观测数据，结合Howes等人2008年稳态级联模型，通过朗道阻尼机制估计太阳风质子与电子加热率，验证了模型在较高β_p下的适用性及其对β_p的强依赖关系。
2023-01-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Astrophysical gyrokinetics: Turbulence in pressure-anisotropic plasmas at ion scales and beyond
我们提出了一个理论框架来描述电磁动力学湍流在多物种，磁化，压力各向异性等离子体。假设湍流波动与平均场相比是小的，相对于平均场是空间各向异性的，并且与离子回旋频率相比具有小的频率。在离子拉莫尔半径以上的尺度上，该理论简化为Kunz等人（2015）制定的动力学简化磁流体力学（KRMHD）的压力各向异性概括。在离子拉莫尔半径和以下的尺度上，实现了三个主要目标。首先，我们分析的压力各向异性gyrokinetic系统的线性响应，并表明它是一个概括以前探索的限制。压力各向异性的影响的稳定性和碰撞阻尼的Alfvenic和压缩波动的突出，注意的频谱位置和宽度的频率跳跃发生的Alfven波过渡到动力学Alfven波。其次，我们推导并讨论了一个一般的自由能守恒定律，它既捕获了长波长的KRMHD自由能守恒，又捕获了亚离子拉莫尔尺度的动力学阿尔芬波和离子熵的双重级联。我们发现，非麦克斯韦功能的分布函数中的相混合量和磁应力的效率的变化，从而影响级联通道之间的自由能的分区。第三，一个简单的模型被用来表明，压力各向异性可以导致大的变化，由于阿尔芬湍流耗散的离子-电子加热比。我们的理论提供了一个基础，以确定如何压力各向异性影响的湍流波动谱，粒子种类的差分加热，以及空间和天体物理等离子体中的平行和垂直相混合的比例。
2018-03-20 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Direct Measurement of Diffusion Coefficients: Evidence for Diffusive Stochastic Heating in Collisionless Plasmas
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Space Sciences Laboratory, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校空间科学实验室）；Department of Physics & Astronomy, University of New Hampshire（新罕布什尔大学物理与天文学系）；Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona（亚利桑那大学月球与行星实验室）；The Blackett Laboratory, Imperial College London（帝国理工学院布莱克特实验室）
研究利用帕克太阳探测器观测低β流，通过反转质子引导中心方程测量扩散系数，计算加热率，以识别无碰撞等离子体中加热过程，为近太阳太阳风存在类似福克 - 普朗克扩散过程提供证据。
2026-07-14 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Plasma turbulence and kinetic instabilities at ion scales in the expanding solar wind
采用二维混合膨胀箱模拟方法研究了缓慢膨胀等离子体中强湍流衰减与动力学不稳定性之间的关系。我们施加一个垂直于模拟箱的初始环境磁场，我们从一个大尺度的、线性极化的、随机相位的阿尔夫文涨落的光谱开始，这些涨落在动能涨落和磁场涨落之间具有能量均分，并且两个场之间的相关性消失。湍流级联迅速发展，磁场起伏在大尺度下呈现出类似于Kolmogorov的幂律谱，在离子尺度下呈现出较陡的谱。湍流级联导致整体各向异性质子加热，质子在垂直方向上加热，并且最初也在平行方向上加热。强加的膨胀导致产生一个大的平行质子温度各向异性，这是在后期阶段部分减少湍流。湍流加热不足以克服膨胀驱动的垂直冷却，并且系统最终以局部非线性波包的形式驱动倾斜消防管不稳定性，这有效地降低了平行温度各向异性。这项工作表明，动力学不稳定性可能共存的强等离子体湍流，即使在一个约束的2-D制度。
2015-09-29 astro-ph.SR physics.space-ph
Plasma motions and compressive wave energetics in the solar corona and solar wind from radio wave scattering observations
基于动力学散射理论的新各向异性密度涨落模型，通过分析航天器信号频率展宽推导了日冕和太阳风的等离子体速度，发现其与太阳风及Alfvénic涨落一致，并揭示了离子声波Landau阻尼对质子加热的能量机制。
2024-04-22 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Microphysical Diversity in Two Very Closely Spaced Magnetic Switchbacks Observed by Parker Solar Probe
Sardar Vallabhbhai National Institute of Technology（萨达尔·瓦拉巴伊国立技术学院）；Vikram Sarabhai Space Centre（维克拉姆·萨拉巴伊航天中心）
本研究通过帕克太阳探测器数据分析两个邻近磁开关，发现其微物理特性（如质子温度、波动幅度和间歇性）存在差异，表明磁开关是动态结构，内部湍流可能驱动局部加热。
2026-09-18 astro-ph.SR physics.space-ph
Formation of Magnetic Switchbacks via expanding Alfvén Waves
该研究利用帕克太阳探测器数据，表明太阳风磁场开关结构源于阿尔芬波膨胀效应，其幅度增长与观测的质子加热率一致。
2025-04-18 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Observation of Alfven solitons in the solar corona using Parker Solar Probe (PSP) and Solar and Heliospheric Observatory (SOHO)
本研究利用PSP和SOHO观测数据，首次在太阳日冕中发现了非周期性Alfven孤子序列，揭示了其通过耗散促进能量转移以影响CME爆发和日冕加热的机制。
2025-04-01 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Magnetofluid dynamics of magnetized cosmic plasma: firehose and gyrothermal instabilities
磁化弱碰撞宇宙等离子体的全球动力学和湍流描述的一般磁流体方程，包含压力各向异性和热通量，必须从微观等离子体动力学理论计算。它表明，即使没有详细的计算的压力各向异性或热通量，人们发现宏观尺度的动力学是一般不稳定的微尺度Alfvenically极化波动。两个不稳定性被认为是详细的：平行消防水龙带不稳定性（包括有限拉莫尔半径的影响，确定最快的增长模式）和gyrotothermal不稳定性（GTI）。后者是一个新的结果-它表明，平行的离子热通量不稳定Alfvenically极化波动，即使在没有所需的消防水管的负压各向异性。主要结论是，压力各向异性和热通量触发等离子体微不稳定性，因此，它们的值将可能由这些不稳定性的非线性演化。理解这种非线性演化的想法进行了讨论。认为宇宙等离子体一般是“三尺度系统”，包括全球动力学、中尺度湍流和微尺度等离子体涨落。天体物理学的例子被认为是冷核心的星系团，它是注意到，观察点在集群中的湍流是在一个边缘状态相对于等离子体微不稳定性，所以它是等离子体微物理学，是可能设置的加热和传导性能的内集群介质。特别是，推导出GTI所隐含的温度波动的规模上的下限。
2010-06-10 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Astrophysical gyrokinetics: kinetic and fluid turbulent cascades in magnetized weakly collisional plasmas
我们提出了一个天体物理等离子体（太阳风，星际介质，星系团，吸积盘）等离子体湍流的理论框架。关键假设是湍流相对于平均磁场是各向异性的，并且与离子回旋频率相比频率较低。在外尺度注入的能量必须转化为热量，这最终不能在没有碰撞的情况下完成。一个动力学级联的发展，使能量在空间和速度上都达到碰撞的尺度。它的性质取决于等离子体波动的物理学。在每一个物理上不同的尺度范围内，动力学问题被系统地简化为一组更容易处理的方程。在“惯性范围”以上的离子gyroscale，动力级联分裂成一个级联的阿尔文波动，这是由RMHD方程在碰撞和无碰撞的尺度，和被动级联的压缩波动，这服从一个线性动力学方程沿移动场线与阿尔文组件。在离子和电子gyroscale之间的“耗散范围”中，又有两个级联：由两个流体状电子RMHD方程和离子熵波动的被动相空间级联控制的动力学阿尔芬波（KAW）级联。后者级联带来的能量的惯性范围内的波动，阻尼碰撞波粒子相互作用在离子gyroscale碰撞尺度的相空间，并导致离子加热。KAW能量在电子陀螺仪上同样被阻尼，并转化为电子热。Kolmogorov式的标度关系推导出这些级联。详细讨论了天体物理和空间物理应用。
2009-05-09 astro-ph nlin.CD physics.plasm-ph
