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
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
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
Propagation of Alfvén waves in the expanding solar wind with the fast-slow stream interaction
我们进行了二维磁流体动力学（MHD）模拟的阿尔夫文波动在结构化的，扩大太阳风，包括存在的快速和缓慢的太阳风流传播的合奏。使用适当的扩展箱模型，模拟包括快速-慢速流剪切和压缩和稀疏自洽的影响。我们研究了交叉螺旋度的径向和纵向演化，总能量和剩余能量以及向外和向内的Alfvénic涨落的功率谱。流的相互作用被发现强烈影响的Alfvénic湍流的径向演变。阿尔文波的总能量在速度切变区域内被耗尽，伴随着归一化的交叉螺旋度的减小。流压缩的存在促进了这一过程。由于向内/向外波之间的相关性和去相关性，剩余能量在零附近波动，但没有观察到剩余能量的净增长或减少。向内/向外的阿尔文波的径向功率谱显示出显着的纵向变化。只有在快流和慢流中，并且当压缩和剪切都存在时，才会产生类似Kolmogorov的光谱。另一方面，沿纵向方向的光谱显示在所有情况下清晰的柯尔莫哥洛夫惯性范围。
2019-12-08 astro-ph.SR 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
Determination of Solar Wind Angular Momentum and Alfvén Radius from Parker Solar Probe Observations
作为太阳的基本参数，阿尔文半径和角动量损失决定了太阳风如何从亚阿尔文转变为超阿尔文，以及太阳如何向下旋转。本文提出了一种基于帕克太阳探测器（PSP）观测资料确定太阳风角动量通量的方法。通过对距太阳0.3 au以内的前四次相遇的平均数据，得到了黄道面附近约为$0.15\times10^{30}$ dyn cm sr $^{-1}$的通量以及粒子与磁场之间0.7：1的通量分配。角动量通量及其粒子分量随太阳风速度的增大而减小，而场中的通量则保持显著的恒定。阿尔文半径的速度依赖性也被观察到，这表明太阳周围有一个“崎岖”的阿尔文表面。根据PSP的轨道设计，只有在相对缓慢的太阳风下，阿尔文表面以下的大量潜水才是合理的。根据在PSP观测到的相同太阳风流的加速度剖面和1天文单位附近的径向对准航天器的加速度剖面，对未探测器进行了评估。我们说明了Réville等人提出的“角动量佯谬”可以通过考虑α粒子的贡献来消除。PSP观测到的大的质子横向速度可能是太阳风加速过程中所固有的，在角动量守恒的情况下，α粒子产生了相反的横向速度。一些恢复的α参数的初步分析往往同意的结果。
2021-02-05 astro-ph.SR physics.space-ph
Averaging Effects on the Solar Wind Alfven Mach Number: Implications for Switchbacks and Alfven Transition
University of Delaware（特拉华大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Mahidol University（玛希隆大学）；University of Orléans（奥尔良大学）；Kasetsart University（泰国农业大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）
本研究利用帕克太阳探测器1至19次飞掠数据，探究平均时间尺度对太阳风阿尔文马赫数及湍流特性表征的影响，发现亚阿尔文区间分布对合适平均尺度不敏感，磁涨落能量随平均窗口增大而增加，相关时间随日心距离和MA减小而缩短，明确了选择物理意义背景对湍流参数表征的重要性。
2026-08-03 astro-ph.SR physics.space-ph
Alfvénic solar wind intervals observed by Solar Orbiter: Exploiting the capability of the SWA plasma suite and source region investigation
Institute for National Astrophysics (INAF), Institute for Space Astrophysics and Planetology (IAPS)（意大利国家天体物理研究所，空间天体物理学与行星学研究所）；University of Michigan（密歇根大学）；University of California Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Advanced Heliophysics（高级日球物理学）；University College London, Mullard Space Science Laboratory（伦敦大学学院，穆拉德空间科学实验室）；Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, CNRS, Université de Toulouse, CNES（天体物理学与行星学研究所在，法国国家科学研究中心，图卢兹大学，法国国家空间研究中心）；Heliophysics Science Division, NASA Goddard Space Flight Center（日球物理学部，NASA戈达德太空飞行中心）；ASI - Italian Space Agency（意大利航天局）
太阳轨道器通过SWA等离子体套件和源区调查，研究阿尔芬太阳风流的起源与特性，揭示其与太阳源条件的关系。
2025-12-23 astro-ph.SR physics.space-ph
Flux-tube-dependent propagation of Alfvén waves in the solar corona
阿尔文波湍流已成为加速太阳风的重要加热机制。这种湍流加热的产生取决于反向传播阿尔文波的存在和随后的相互作用。这就要求我们了解阿尔文波在太阳风中的传播和演化，以便了解湍流加热和太阳风参数之间的关系。我们的目标是研究太阳风的响应后，注入单色单频阿尔文波在各种磁通量管几何形状的日冕的基础。我们使用了一个理想的磁流体动力学（MHD）模型，使用绝热状态方程。通过扰动横向磁场和速度分量，阿尔文泵浦波被注入平静的太阳风。阿尔文波被发现是由于参数衰减不稳定性（PDI）的发展而反射的。进一步的研究表明，在低频率下的有效反射以及磁通量-管的几何形状都抑制了PDI。
2022-04-20 astro-ph.SR physics.space-ph
Measured reduction in Alfvén wave energy propagating through longitudinal gradients scaled to match solar coronal holes
我们已经探索了阿尔文速度的纵向梯度在减少阿尔文波传播的能量的条件下缩放到匹配太阳冕洞的有效性。实验是在洛杉矶加利福尼亚大学的大型等离子体装置中进行的。结果表明，透射Alfvén波的能量随着非均匀性参数$λ/L_{\rm A}$的增大而减小.这里，$λ$是阿尔芬波的波长，而$L_{\rm A}$是阿尔芬速度梯度的标度长度。对于类似于冕洞中的梯度，观察到波损失的能量比它们在没有梯度的均匀等离子体中传播时多$\approx 5$倍。我们进行了进一步的实验和分析，以约束波能降低的原因在梯度。阿尔文波能量不太可能从模式耦合中损失，因为我们没有检测到任何其他模式。与理论预期相反，透射波能量的减少并不伴随着可检测的反射波。由于初始波的振幅太小并且波频率远低于离子回旋频率，因此排除了非线性效应。由于总能量必须守恒，因此损失的波能量可能正在等离子体中沉积。需要进一步的研究来探索能量的去向。
2019-07-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Bi-Directional Energy Cascades and the Origin of Kinetic Alfvénic and Whistler Turbulence in the Solar Wind
观测到的太阳风中的亚质子尺度湍流光谱提出了湍流如何起源的问题。在太阳静止期对千电子伏高能电子的观测表明，它们可能是驱动湍流的自由能来源。使用粒子在细胞中的模拟，我们探讨如何在高能电子的自由能，释放的电子双流不稳定性驱动韦伯一样的电磁波，激发波波相互作用。因此，动力学Alfvénic波和哨声波都被激发，并通过反向和正向磁能级联演化。
2014-01-01 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
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
Density Fluctuations in the Solar Wind Driven by Alfvén Wave Parametric Decay
在太阳风的惯性压缩湍流的测量和模拟的特点是反相关的磁波动平行于平均场和密度结构。这个签名已被解释为非传播的压力平衡结构（PBS），动力学离子声波，以及MHD慢模式的观测证据。考虑到平行传播的压缩波动的高阻尼率，它们在卫星观测中的普遍存在是令人惊讶的，并暗示了局部驱动过程。在太阳风中产生压缩波动的一个可能的候选者是阿尔文波参数不稳定性。在这里，我们测试的参数衰减过程作为压缩波的来源，在太阳风通过比较无碰撞阻尼率的压缩波动的增长率的参数衰减不稳定的子波。我们的研究结果表明，通过参数衰减产生的压缩波是过阻尼在1 AU，但慢模式的密度波动的存在与阿尔文波的参数衰减。
2018-02-06 astro-ph.SR physics.space-ph
Turbulence in the Sub-Alfvénic Solar Wind
帕克太阳探测器（PSP）进入一个区域的亚阿尔夫文太阳风在遇到8，我们提出了第一个详细的分析低频湍流特性在这个新的区域。在此期间，磁场和流速矢量高度一致。通过构建频谱图的归一化磁螺旋度，交叉螺旋度，和剩余能量，我们发现，PSP观察到主要Alfvenic波动，一个后果的高度场对齐的流，使准二维波动不可观察到PSP。我们将Taylor假设推广到亚、超Alfvenic流。波动的前向和后向Elsasser变量的频谱。所观察到的光谱很好地拟合使用谱理论几乎不可压缩磁流体力学假设波数各向异性。密度谱是一个幂律，既不像Elsasser谱，也不像可压缩磁场谱，这表明这些是平流熵，而不是磁声模式，而不是由于参数衰减不稳定性。在相邻的适度超阿尔文间隔的光谱是相似的。
2022-02-05 astro-ph.SR physics.space-ph
Generation and Expansion-Driven Growth of Switchbacks in the Outer Solar Corona and Solar Wind
Imperial College London（帝国理工学院）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Auburn University（奥本大学）；Space Sciences Laboratory, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校空间科学实验室）；Istituto per la Scienza e Tecnologia dei Plasmi (ISTP), Consiglio Nazionale delle Ricerche（等离子体科学与技术研究所，意大利国家研究委员会）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
研究通过分析太阳风中回旋结构的生成与扩展驱动增长，发现亚阿尔芬区域的波动放大和湍流衰减共同影响其形成与演化。
2026-02-03 astro-ph.SR physics.space-ph
Sub-Alfvenic Solar Wind observed by PSP: Characterization of Turbulence, Anisotropy, Intermittency, and Switchback
在磁场占主导地位的低日冕区域，阿尔芬速度远高于风速。相比之下，近地太阳风是强烈的超阿尔文风，即，风速大大超过阿尔芬速度。这些制度之间的过渡被经典地描述为“阿尔芬点”，但实际上可能发生在一个分布式阿尔芬临界区。美国宇航局的帕克太阳探测器（PSP）任务已经进入这一区域，因为它遵循一系列逐渐接近太阳的轨道。在第8次和第9次与太阳相遇期间，PSP在距离太阳16个太阳半径的地方，对四个延长的时期进行了采样，其中太阳风的速度被测量为小于当地的阿尔芬速度。这是PSP首次在日光层内对亚阿尔夫文太阳风进行现场探测。在这里，我们探讨这些样本的亚阿尔夫文太阳风，这可能会提供重要的预览的物理过程中运行在较低的高度。具体来说，我们的特点的湍流，各向异性，不稳定性，和方向性的回折属性，这些子Alfvenic风和对比这些与邻近的超Alfvenic期间。
2022-01-26 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Incorporating Kinetic Physics into a Two-Fluid Solar-Wind Model with Temperature Anisotropy and Low-Frequency Alfven-Wave Turbulence
我们开发了一个1D的太阳风模型，其中包括单独的能量方程的电子和质子，质子温度各向异性，碰撞和碰撞的热通量，和低频，反射驱动，阿尔芬波湍流的分析处理。为了划分电子加热，平行质子加热和垂直质子加热之间的湍流加热，我们采用线性波阻尼和非线性随机加热理论的结果。当质子温度各向异性超过任一不稳定性的阈值时，我们通过增加质子俯仰角散射率来解释镜像和倾斜消防水管不稳定性。我们数值积分的模型方程向前的时间，直到达到一个稳定的状态，专注于两个快速太阳风的解决方案。这些解与许多观测结果一致，支持阿尔芬波湍流在太阳风起源中起重要作用的观点。
2011-11-29 astro-ph.SR physics.space-ph
Alfvénic versus non-Alfvénic turbulence in the inner heliosphere as observed by Parker Solar Probe
我们利用帕克太阳探测器（PSP）的数据来探索太阳风湍流的性质，重点是Alfvénic字符和波动的功率谱及其对距离和背景（即大尺度太阳风属性）的依赖性，旨在了解不同的影响，如源属性，太阳风膨胀，流相互作用可能在确定湍流状态中发挥的作用。我们进行了统计调查的数据，从PSP的前五个轨道的重点是如何在大，MHD尺度的波动特性，不同的太阳风流和距离太阳。还对若干选定时期进行了更深入的分析。我们的研究结果表明，随着波动被太阳风向外传输，磁场谱变陡，而速度谱的形状保持不变。变陡过程由湍流的“年龄”控制，由风速和径向距离共同决定。从统计学上讲，较快的太阳风具有较高的“阿尔夫维尼性”，具有更多的主导向外传播的波分量和更平衡的磁能/动能。向外的波优势随着径向距离的增加而逐渐减弱，而当我们靠近太阳时，过剩的磁能会变得更强。我们表明，湍流特性可以显着不同的流到流，即使这些流是相似的速度，这些流的起源非常不同。特别是，起源于极冕洞附近的慢风与起源于活动区/伪流的慢风相比具有更低的Alfvénicity。我们表明，结构，如日光层电流片和速度剪切可以发挥重要的作用，在修改的湍流的属性。
2021-01-27 astro-ph.SR physics.space-ph
Observation of an MHD Alfvén vortex in the slow solar wind
在太阳风中，磁场的功率谱通常呈现几种幂律。在本文中，磁场数据从集群任务在一个未受干扰的时间间隔缓慢的太阳风进行了分析，在0.28赫兹，附近的离子惯性和耗散/色散范围之间的频谱断点。假设泰勒冻结条件，它对应于质子动力学标度$kv_A/Ω_p \sim 0.38$，其中$v_A$和$Ω_p$分别是阿尔文速度和质子角回转频率。数据显示，星团航天器通过了一系列波包。发现一个强孤立波包与四个星团卫星穿过一个Alfvén涡相一致，这是不可压缩MHD方程的一个非线性解。来自四颗卫星的数据与半径为$40$乘以当地质子陀螺半径数量级的模型涡旋之间存在高度一致。在不同的航天器的偏振进行了比较，并发现同意涡模型，而它不能单独解释的线性平面波的方法。
2016-02-24 astro-ph.SR physics.space-ph
Testing the Alfvén-wave model of the solar wind with interplanetary scintillation
了解太阳风加速的机制在天体物理学和地球物理学中具有重要意义。一个有希望的太阳风加速模型被称为波/湍流驱动（WTD）模型，其中阿尔文波向太阳风提供能量。在这项研究中，我们测试了WTD模型与全球测量的风速行星际闪烁（IPS）的观测。对于卡林顿旋转的最小和最大活动阶段，我们选择了场线计算的位场源面法在高纬度和中纬度地区，并比较了模拟和观测的风速。通过求解从光球层到太阳风的磁流体动力学方程，以自洽的方式进行了模拟。在高纬度地区，模拟的太阳风速度符合IPS观测比经典的Wang-Sheeley经验估计，无论是在最大和最小活动阶段。在中纬度地区，该协议可能是因为WTD模型和/或磁场外推的不准确性。我们的结果表明，高纬度太阳风很可能是由波浪和湍流驱动的，基于物理的预测太阳风的速度是非常可行的改进的磁场外推。
2022-02-22 astro-ph.SR physics.space-ph
Parametric decay of parallel and oblique Alfven waves in the expanding solar wind
采用扩展箱模型对大振幅阿尔芬波在太阳风中的长期演化进行了二维MHD模拟。研究了平行传播的圆偏振波和斜传播的弧偏振波的参量衰减不稳定性的线性和非线性相位。非单色的情况下也被认为是。在倾斜的情况下，直接激发的子模横向于本地背景场被发现的第一次在扩大的环境中，这种横向级联似乎有利于单色母波。膨胀效应降低了不稳定性的增长率，它甚至可以抑制其发病的最低频率的模式考虑在这里，可能解释持久性的这些传出波的太阳风。
2014-07-22 astro-ph.SR physics.space-ph
The role of Alfvén wave dynamics on the large scale properties of the solar wind: comparing an MHD simulation with PSP E1 data
在帕克太阳探测器的第一个轨道上，太阳风等离子体比以往任何时候都更接近，2018年11月6日的近日点揭示了一种不断渗透着大幅阿尔夫维尼波动的流动。其中包括径向磁场逆转，或之字形，这似乎是一个持久的特点，年轻的太阳风。测量还揭示了一个非常强大的，意想不到的，方位角速度分量。在这项工作中，我们数值模拟的太阳日冕在这第一次遇到，解决MHD方程和占阿尔文波传输和耗散。我们发现，大尺度等离子体参数很好地再现，允许在探测器的太阳风源的计算与信心。我们试图了解太阳风的动力学性质来解释观测到的径向磁场和方位角速度的振幅。
2022-02-10 astro-ph.SR physics.space-ph
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
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
Sudden depletion of Alfvénic turbulence in the rarefaction region of corotating solar wind high speed streams at 1 AU: possible solar origin?
共转太阳风高速流的速度分布的规范描述可分为三个主要区域：流界面或共转相互作用区域，其特征是流速快速增加和压缩现象，这是由于快风流与周围较慢的等离子体之间的动力学相互作用造成的;快风平台，其特征是弱压缩现象和大幅度波动，主要是Alfvénic特征;稀疏区的特点是流速和风波动的幅度和Alfvénic字符急剧减少的下降趋势，其次是缓慢的环境风。有趣的是，在某些情况下，这些波动发生严重减少的区域在时间上非常短，大约为分钟，并且位于将快速风平台与稀疏区域分开的流速拐点处。这项工作的目的是调查可能是这种现象的起源的物理机制。我们首先寻找任何切向不连续的存在，这可能会抑制传播的Alfvénic波动从快风区到稀疏区。由于没有明确的证据表明这两个区域之间存在这种不连续性，因此我们对相应的太阳风进行了离子成分分析，寻找可能与风波动中观察到的现象有关的次要离子参数（作为源区的示踪物）的任何突然变化。在缺乏一个积极的反馈，从这个分析中，我们最后提出了一个机制的基础上交换重联经历的磁力线在基地的日冕，在该区域内分离的冕洞，快风的来源，从周围地区的主要特点是封闭的场线的开放场线。
2021-08-21 astro-ph.SR physics.space-ph
Solar Alfvenic Pulses and Mesoscale Solar Wind
本文通过高分辨率H-alpha观测量化冕洞边界网络亮点运动，估算单个阿尔芬脉冲能量约10^25尔格，足以在太阳风中产生帕克太阳探针观测到的磁回旋结构，并首次再现其填充因子等性质，为太阳与中尺度太阳风能量交换机制提供关键证据。
2025-07-16 astro-ph.SR physics.space-ph
Validity of using Elsässer variables to study the interaction of compressible solar wind fluctuations with a coronal mass ejection
本研究在 CME 背景下，利用 2.5D MHD 模型评估了 Elsässer 形式体系在分离含密度涨落的太阳风 Alfvén 扰动时的有效性，发现密度扰动会导致变量及反射系数约 10% 的偏差。
2024-02-14 astro-ph.SR physics.space-ph
The Alfvén Transition Zone observed by the Parker Solar Probe in Young Solar Wind -- Global Properties and Model Comparisons
本研究利用帕克太阳探测器第8-14次交会数据，识别220个以上的长时长亚阿尔文周期，结合含湍流的磁流体模型分析，证实湍流阿尔文区的斑块化转变特征，为后续日冕等离子体研究及PUNCH任务提供支撑。
2024-05-16 astro-ph.SR 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
Development of a structured, turbulent solar wind as a result of interchange reconnection
本文通过全球磁场对齐方程证明交换重联及其阿尔文外流和加热可驱动太阳风，并用简单混合模型解释PSP观测到的近太阳阿尔文湍流与折返结构。
2023-08-15 astro-ph.SR physics.space-ph
Features of magnetic field switchbacks in relation to the local-field geometry of large-amplitude Alfvénic oscillations: \emph{Wind} and \emph{PSP} observations
在这封信中，我们报告的观测磁之字形（SB）功能附近1天文单位使用的数据从\emph{Wind}航天器。这些特征似乎与帕克太阳探测器任务（PSP）在更靠近太阳的地方观察到的特征惊人地相似：即太阳风整体速度$V$的单侧尖峰（或增强）与径向场分量$B_R$中看到的尖峰相关/反相关。在我们分析的太阳风流中，1天文单位附近的这些特定SB特征与大振幅Alfvénic振荡有关，该振荡沿着接近径向的局部背景（普遍）磁场$\bf{B}_0$从太阳向外传播。我们还表明，当$\bf{B}_0$几乎垂直于径向方向时，大振幅Alfvénic振荡显示$V$的双侧变化（即，$V$根据矢量$Δ\bf{B}=\bf{B} - \bf{B}_0$交替增加和减少）。因此，SBs可能不会总是出现在$V$单侧尖峰，特别是在较大的日心距离，当地的背景场统计上偏离径向。我们认为，SBs可以很好地描述大振幅Alfvénic波动，如果场旋转计算相对于一个确定的本地背景场，在某些情况下，可能会偏离大规模的帕克场。
2022-04-20 astro-ph.SR physics.space-ph
Compositional metrics of fast and slow Alfvenic solar wind emerging from coronal holes and their boundaries
本研究结合 Solar Orbiter 与 PSP 会合观测及 PFSS、MHD 映射，识别源自冕洞内部和边界的快速与高阿尔文性慢速太阳风，并揭示其成分差异。
2024-04-29 astro-ph.SR physics.space-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
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
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
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
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
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
Alfvén wave propagation, reflection and trapping in the solar wind
本文通过1.5维MHD模拟研究太阳风中阿尔文波在密度增强结构处的反射与俘获，发现最大反射发生在密度增强宽度与波长相当时的窄范围内，并用半解析模型揭示了波干涉效应的关键作用。
2025-07-18 astro-ph.SR 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
Observation of O+ Characteristics During the Terrestrial Alfvén Wing State Induced by the April 2023 Coronal Mass Ejection
利用Magnetospheric Multiscale观测，本文首次分析亚阿尔文速太阳风阿尔文翼接触区的O+能量、来源、沿闭合磁力线的流动及逃逸与捕获特征。
2024-10-28 astro-ph.SR 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
Characterization of Turbulent Fluctuations in the Sub-Alfvenic Solar Wind
本文将新模态分解分析应用于 PSP 观测的亚阿尔芬尼太阳风，识别并表征了多种 MHD 湍流模态及其相位与各向异性特征，证明该方法是揭示湍流基本结构的有效工具。
2024-03-21 astro-ph.SR 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
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
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
The Sun's Alfven Surface: Recent Insights and Prospects for the Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere (PUNCH)
本文综述太阳阿尔文表面的性质、研究意义与定位进展，指出其多位于10-20倍太阳半径处且湍流强，更适合用“阿尔文区”描述，并介绍PUNCH任务的相关测量计划。
2023-10-09 astro-ph.SR physics.space-ph
Compound Effect of Alfvén Waves and Ion-cyclotron Waves on Heating/Acceleration of Minor Ions via the Pickup Process
提出了一个方案来解释的优先加热的次要离子和次要离子和质子之间的差异流动速度观察到的日冕和太阳风。实验粒子模拟结果表明，根据观测到的波能量密度，在太阳风中观测到的本征阿尔文回旋波几乎可以完全拾取次要离子。高频离子回旋波和低频Alfvén波在拾取过程中起着至关重要的作用。一个小离子可以首先通过与离子回旋波的共振波-粒子相互作用获得高磁矩，然后这个具有大磁矩的离子可以在低频阿尔文波的存在下被磁镜状场结构捕获。结果，离子被这些阿尔文回旋波拾取。然而，由于低的波能量密度和低的等离子体β，在电晕中只能部分地拾取次要离子。在拾取过程中，次要离子被阿尔文回旋加速器波随机加热和加速，使它们比质子更热，流动更快。阿尔文波和离子回旋波的复合效应对小离子的加热和加速是重要的。从模拟结果中得到的小离子动力学性质与在太阳风和日冕中观测到的原位和远程特征基本一致。
2014-03-28 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
