磁场垂直于旋转轴时增强的磁静力波

我们考虑了一个孤立的Gaussian速度涡旋扰动，其处于一个原本静止、可导电且旋转的流体中，该流体被均匀磁场**B**贯穿。研究表明，在地球液态外核较高纬度区域存在周期为数世纪的强方位角波运动。为理解这些长周期振荡，我们聚焦于磁静力波——它是磁-Coriolis波的一个慢速分量，其中**B**与旋转矢量**Ω**正交对齐，在方位角方向上复制磁力线。我们在笛卡尔坐标系中给出了磁-Coriolis波方程的解析解。随后，通过数值解我们验证了分析估计，并表明当**B**⊥**Ω**时，磁静力波沿磁力线的传播速度相对更快，而当两者对齐时则较慢。研究证实，当磁场**B**与旋转矢量**Ω**正交对齐时，满足条件**Ω**·**k**≈0的波矢沿磁力线以Alfvén速度传播，作为惯性-Alfvén波的一个分量。Alfvén波的传播时间尺度相对较短，且惯性-Alfvén波在较高纬度地核内部持续存在的可能性也较低。本研究排除了惯性-Alfvén波的贡献（k_z≠0）后，表明当**B**⊥**Ω**时存在增强的磁静力波传播，这可以解释较高纬度方位角场线上世纪尺度上的强周期振荡。结果表明磁静力波在较低的Lehnert数Le下依然持续存在，暗示地球核心中可能存在低强度方位角磁场。