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外日冠层与太阳风中开关背面的发生与扩张驱动增长

空间物理 2026-02-04 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

我们分析了 \emph{Parker Solar Probe} 和 \emph{Solar Orbiter} 在阿尔夫茨 surface 附近(Ma1M_a\simeq 1,其中 MaM_a 为阿尔夫茨马赫数)的磁场反转(“开关背面”)的测量数据。所谓“亚阿尔夫茨开关背面缺失”,源于两种诊断偏差:(1) 以瞬时 MaM_a 为条件,而 MaM_a 在大幅度阿尔夫茨旋转期间暂时升高于 1;(2) 短窗口局部均值背景部分跟踪这些旋转,抑制了偏转角。将 MaM_a 视为批量流属性,通过滚动中位数处理,并以事件无关的背景(如泊松螺旋方向或足够长的滚动中位数)为参照,恢复了系统性的亚阿尔夫茨开关背面。平均偏转 θ\langle \theta \rangle 分为两个 MaM_a 区间:当 Ma1M_a \lesssim 1 时,θ\langle \theta \rangleMaM_a 快速上升且对背景窗口依赖较弱,这符合阿尔夫茨波动通过亚阿尔夫茨区域被放大。当 Ma1M_a \gtrsim 1 时,演化变为尺度相关:大尺度 θ\langle \theta \rangle 仍随 MaM_a 以较低速率增长,而小尺度增长趋于饱和,这符合湍流衰减与耗散。总体而言,这些结果表明,开关背面不必仅源于超阿尔夫茨太阳风;相反,符合一种形成路径,即腐体区的波动经大尺度扩张通过亚阿尔夫茨区域被放大,随后在超阿尔夫茨风中传播,其中湍流衰减修改了其尺度相关特性。

关键词

引用

@article{arxiv.2602.03724,
  title  = {Generation and Expansion-Driven Growth of Switchbacks in the Outer Solar Corona and Solar Wind},
  author = {Nikos Sioulas and Marco Velli and Chen Shi and Lorenzo Matteini and Trevor A. Bowen and Alfred Mallet and A. Larosa and Anna Tenerani and Timothy S. Horbury},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2602.03724},
  year   = {2026}
}

备注

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