太阳扭转振荡的起源

日球物理学揭示了太阳微分速旋转的许多细节，也揭示了其时间变化，称为扭转振荡。尽管存在与扭转振荡密切相关的太阳活动周期，但迄今为止尚无普遍接受的理论解释。在理论层面，已使用包括洛伦兹力对微分速旋转反馈的非运动学 dynamo 模型来解释扭转振荡。在本文中，我们采用略为不同的方法，通过在均匀场微分速旋转模型中施加扭转振荡。我们的目标并非构建完全自洽的模型，而是指出扭转振荡的一些一般性属性及其可能起源，这些属性独立于特定的 dynamo 模型。我们发现，扭转振荡的高纬度分支可向赤道方向传播，可解释为作为响应来自中纬度处周期性强迫（来自洛伦兹力或热力学）的耦合微分速旋转/逆流系统的反应。赤道向运输速度为约束了在太阳对流层中湍流粘度小于 3x10^8 m^2/s 的值。我们还显示，赤道向低纬度分支几乎不太可能仅由机械强迫（洛伦兹力）所致，而更可能是热力学起源，源于 Taylor-Proudman 定理。