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地球磁尾高速流伴随的压缩性湍流及慢磁声波

2016年10月18日 20:33
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地球磁尾高速流伴随的压缩性湍流及慢磁声波

地球磁尾爆发性整体流(Bursty Bulk Flow BBF)在磁层能量、通量以及动量传递过程中扮演重要作用,但该现象伴随的特定波模扰动缺乏直接观测证据,离子尺度的密度扰动研究还是空白。该研究工作分析了BBF伴随的磁场及密度扰动,首次发现磁场与密度在多尺度上(从磁流体力学尺度到离子尺度)存在反相关关系。通过波矢滤波分析,我们发现该扰动具有慢磁声波特征,这与过去研究中观测的涡旋结构不同。本文还首次计算了密度扰动的湍流统计特征,如功率谱以及平整度,发现在其在惯性区及过渡区具有与磁场一致的幂律谱,且与磁场扰动均具有相似的间歇性。具体的物理机理还有待进一步谈探索。上述结果表明慢磁声波是地球等离子体片压缩湍流的重要组成部分,这为地球磁尾湍流理论及模拟研究提供了新观测证据。

相关研究成果已发表于美国地球物理快报(Geophysical Research Letters),全文链接如下:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016GL068147/full

多尺度密度−磁场强度反相关及扰动的功率谱密度




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