太阳差旋层中的赤道磁流体力学浅水波

研究了环向磁场对太阳差旋层中浅水波动力学的影响。差旋层上部过冲层中的亚绝热温度梯度导致表面重力速度显著减小，这使得波被捕获在赤道附近，并使 Rossby 波周期增加至太阳活动周的时间尺度。在上差旋层条件下获得了所有赤道磁流体力学（MHD）浅水波的色散关系，并进行了分析与数值求解。发现环向磁场将赤道 Rossby 波和 Rossby-重力波分裂为快模和慢模。对于合理的约化重力值，全球赤道快磁-Rossby 波（具有赤道延展的空间尺度）具有 11 年的周期，与活动周的时间尺度相符。解被限制在赤道两侧 20–40 纬度之间，与太阳黑子活动带重合。赤道慢磁-Rossby 波具有 90–100 年的周期，类似于观测到的周期强度长期调制，即 Gleissberg 周期。赤道磁-Kelvin 波和慢磁-Rossby-重力波具有 1–2 年的周期，可能对应于观测到的年际和准两年振荡。赤道快磁-Rossby-重力波和磁-惯性-重力波具有数百天的周期，可能是观测到的 Rieger 型周期性的成因。因此，上过冲差旋层中的赤道 MHD 浅水波可能涵盖太阳活动观测变化的所有时间尺度，但需详尽的分析与数值研究才能就波与太阳发电机的联系得出确切结论。