太阳分层大气中快磁声波的传播

摘要

自从1995年12月SOHO的升空，超极紫外线成像望远镜(EIT)在日冕中观测到通常被称作EIT波的波动现象。它们通常跟日冕物质抛射(CME)或者耀斑有密切关系，并且以200～300km/s的速度传播。而1960年用H。线翼观测到的与耀斑相关的Moreton波和EIT波最近逐渐成为人们的焦点，特别是关于两者之间的联系。 由于太阳大气强烈的非等温和非均匀性，早期对太阳大气动力学行为的数值研究往往略去色球层和过渡区的影响。从物理上考虑，采用包含色球层、过渡区、日冕的太阳分层大气模式应能更自洽地解释太阳火气中的动力学过程。本文采用射线追踪法，对分层大气中快磁声波传播的局地问题进行了二维数值研究。模拟结果有助于解释有关Moreton波以及EIT波的太阳物理现象。 观测表明太阳大气在色球层和过渡区并不是完全电离的，部分电离有可能对波的传播起着重要影响。为了进一步研究部分电离流体中波的传播特征，采用二流体磁流体国学(MHD)模型-中性粒子气体和电离气体(电子和离子)-来分析其色散关系。为简单计，我们仅仅考虑了两成份流体碰撞效应。结果表明快模波与不考虑耦合时电离气体组分的快磁声波的传播速度几乎完全相同，除了在波的频率与碰撞频率相当时可能存在一定程度的衰减。接下来的研究中，我们不考虑碰撞的影响，而是直接采用了不考虑碰撞效应时电离部分组分气体的快磁声波模式。 在直角坐标中一自洽的非等温非均匀等离子初态下，同时考虑到色球层和过渡区的部分电离，我们采用射线追踪法对太阳分层大气中柱状扰动的传播特征进行了二维数值研究。为了更好的理解在色球层和日冕中观测到的Moreton波和EIT波的特征，我们选取一个跟活动区磁场结构相似的磁场。结果表明，由于强磁场的影响，位于色球层底部的初始扰动波阵而传播的很快，穿过活动区以后，它的速度慢慢卜降；同时，扰动在日冕中以近似匀速的速度传播。扰动的波阵面在色球层和日冕中的速度和传播特征分别同观测到的Moreton波和EIT波是一致的，而在色球层和过渡区，因为碰撞效应在传播一定的距离后波会衰减，日冕中则是完全电离的状态，波不衰减，因此EIT波比Moreton波能传播到距离耀斑史远的区域。

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致谢

第一章引言

§1.1太阳大气活动现象

§1.2太阳大气中的波动模式

第二章部分电离的二流体MHD方程的分析

§2.1引言

§2.2二流体磁流体力学方程的解析

§2.3二流体模型色散关系的分析

第三章太阳分层大气中快磁声波的传播

§3.1初态

§3.2计算方法

§3.3计算结果

§3.4小结

第四章结论与讨论

§4.1结论

§4.2讨论

参考文献

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