具有磁零点的分层大气中的磁声波

我们进行非线性 MHD 模拟，以研究磁声波从光球层到低日冕的传播。我们关注一个具有引力分层大气和三个光球磁通聚集的二维系统，这些磁通聚集产生了一个具有磁穹顶拓扑结构的磁零点。我们发现，在下边界引入的单个波包分裂成多个次级波包。由于 Alfv\'en 速度的变化，部分波包向零点折射。入射到零点周围声速与 Alfv\'en 速度相等的等分界线上的波，发生部分透射、反射，并在局域色散关系的分支间发生模式转换。大约 $15.5\%$ 的波包初始能量（$E_{input}$）汇聚到零点，主要表现为快磁声波。转换非常高效：入射到零点的能量中有 $70\%$ 转换为远离零点传播的慢模，$7\%$ 以快波形式离开，其余 $23\%$（$0.036 E_{input}$）在局域耗散。离开零点的声能强烈集中在零点四个分界面中每一个附近的磁力线上。向零点折射的波包部分以及电流积累的量，取决于垂直和水平波数以及波包穿过光球层时的质心位置。向零点折射或远离零点折射的区域，并不仅仅与开放磁场和闭合磁场区域或局部场取向相重合。我们还使用 WKB 方法对波包传播进行了建模，发现其与数值模拟结果在定性上一致，尽管在定量上并不一致。