逆着流动传播的磁层顶涟漪形成方位角静止表面波
空间物理
2021-10-07 v1 地球与行星天体物理
流体动力学
等离子体物理
摘要
表面波处理驱动众多空间、天体物理与实验室等离子体系统动力学的湍流扰动，而地球磁层的外边界——磁层顶——为研究它们提供了可触及的环境。如同水面上的波，磁层顶表面波被认为沿驱动太阳风的方向传播，因此尾向传播的全球磁层动力学范式已牢固确立。本文通过多航天器观测、全球模拟与解析理论表明，最低频脉冲激发的、沿地球磁场具有驻波结构的磁层顶表面波，逆着边界外的流动传播。在广阔的本地时范围（09–15时）内，波的坡印廷通量恰好平衡流动的平流效应，导致净能流为零，从而跨磁场也呈静止结构。然而在赤道侧翼更下游处，平流占主导，故波向下游尾侧传播，以共振频率激发涨落，随后通过开尔文-亥姆霍兹不稳定性增长振幅并耦合至磁层体波。这一与公认范式相反的全球响应，对辐射带、电离层与极光动力学及对其他动力系统的潜在应用具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2110.02681,
title = {Magnetopause ripples going against the flow form azimuthally stationary surface waves},
author = {M. O. Archer and M. D. Hartinger and F. Plaschke and D. J. Southwood and L. Rastaetter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.02681},
year = {2021}
}