用于全球太阳-日球层模拟的日冕加热率的有效近似

高温日冕和超声速膨胀太阳风的起源仍是争论的焦点。在实现太阳-日球层系统逼真模拟的道路上,一个关键障碍是缺乏物理上合理的日冕加热率指定方法。最近的模型通过假设能量来自阿尔文波(部分反射,然后被磁流体动力学湍流耗散),成功再现了太阳风的许多观测特征。然而,波反射的非局域物理特性使得将这些过程应用于更复杂的(三维)模型变得困难。本文提出了一组对线性阿尔文波反射方程解的稳健近似。湍流加热率的一个关键因素是向内与向外波功率之比,本文发展的近似允许在任意给定位置用局域等离子体性质显式地表示该比值。日冕加热还取决于开场日冕中阿尔文波的频谱,而该频谱尚未被直接测量。本文对频谱采用了基于模型的假设,但未来测量的结果可以很容易地纳入。由此得到的日冕加热率表达式是自洽的、计算高效的,并且可直接应用于日冕和日球层的全球模型。本文通过将近似结果与几种与快速和慢速太阳风相关情况下的波输运方程精确解进行比较,对近似进行了测试和验证。