高速太阳风流的大尺度传播的磁流体力学模拟
太阳与恒星天体物理
2026-05-05 v1 等离子体物理
摘要
我们利用三维磁流体力学模拟研究了从太阳近处到 1 AU 的高速太阳风流的传播。通过跟踪全局流结构和单个等离子体颗粒，评估了局部现场测量如何关联于底层等离子体演化。我们发现，高速风流并非保持恒定的颗粒结构：常用诊断工具（如峰值速度、密度或温度）并不追踪固定的等离子体元素，因而基于特征的径向趋势因此会误表示真实演化。相反，基于速度的关系为在日心距离之间关联等离子体颗粒提供了更稳健的框架。流演化主要由相互作用区域主导，其中压缩导致快速风减速、慢速风加速，并产生显著加热。在太阳附近形成边界层，可主导狭窄风流，偏向较低的表观速度。我们指出，三维传输，特别是纬向流动，可重新分配质量和磁通量，从而减小中心与边缘之间的对比。虽然径向磁通量守恒，但在球面采样几何中总场强度并不守恒，由于非径向分量的存在。最后，观测到的流特性和地磁响应性强烈取决于采样位置、流的几何形状以及纬向磁偏转，引入在地磁响应中的系统性变异和不对称性。
引用
@article{arxiv.2605.01613,
title = {MHD simulations on the large-scale propagation of high-speed solar wind streams},
author = {Stefan J. Hofmeister},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.01613},
year = {2026}
}