关于一般大振幅球极化阿尔文波的构造

在磁化等离子体中，当尺度远大于离子动理学尺度时，任意恒定幅值的磁场伴随平行阿尔文流，在等压、恒定密度背景下构成一种非线性解。这些结构亦称为球极化阿尔文波，在太阳风中无处不在，推测由小振幅涨落在日冕中向外传播时的增长所产生。本文给出一种计算方法，用以构造具有一般多维结构、任意振幅的此类解，并探讨其若干性质。困难在于计算零散度、恒定幅值的磁场，这留下一个准自由函数以定义解，同时对场的任一分量施加强约束。受太阳风中波增长物理过程的启发，我们的方法从由强平均场主导的低振幅阿尔文涨落出发，再将磁扰动“生长”至大振幅 regime。我们给出在一、二、三维中具有非平凡结构的示例解，表明除非解为一维，否则明显倾向于形成极陡梯度或间断。除可用作其他计算（尤其是参数衰变研究）的输入外，我们的结果也为低太阳风磁场回转结构中观测到的极尖锐场间断提供了自然解释。