非 WKB Alfvén 波对具有离子差速流动的多组分太阳风的影响

我们提出了多组分太阳风模型，自洽地纳入了无耗散、单色、有限波长 (非 WKB)、磁流体动力学环向 Alfvén 波的贡献，这些波仅通过有质动力与流动耦合。我们发现，对于快太阳风和慢太阳风解，非 WKB 效应均十分显著。与非 WKB 对应物相比，WKB 模型在 Alfvén 点内部加速太阳风更为有效，产生了显著增强的离子通量，并大幅降低了内日冕中的 alpha 粒子丰度。只有当 $\omega \gtrsim 3.5\times 10^{-3}$ ($1.5\times 10^{-3}$) $\rm rad s^{-1}$ 时，快 (慢) 风模型才能被 WKB 模型充分近似。此外，虽然 Alfvén 波倾向于减小质子 -alpha 粒子速度差 $|U_{\alpha p}|$ 的幅值，但在由 $\omega_c\sim {several}\times 10^{-5}$ $\rm rad s^{-1}$ 分隔的两个不同机制体系中，其作用方式不同。当 $\omega > \omega_c$ 时，涨落呈波动性，倾向于加速两种离子物种，从而通过对离子流做功消耗大部分能量；而当 $\omega < \omega_c$ 时，则产生准静态行为：涨落可能在计算域的大部分区域内加速流速较慢的离子物种但减速流速较快的离子物种，仅在底部注入的波能通量中有一小部分损失。讨论了 $\omega_c$ 对未来任务如 Solar Orbiter 和 Solar Probe 可能获得的质子和 alpha 粒子速度涨落谱的影响。