演化电流片中的等离子体团不稳定性与快速重联的触发

在 Sweet-Parker 电流片中，等离子体团不稳定性最大线性增长率相对于 Lundquist 数 $S$ 的标度 $\gamma_{max}\sim S^{1/4}$ 表明，在高 $S$ 下，电流片将在接近 Sweet-Parker 宽度之前破裂。因此，对等离子体团不稳定性起始的恰当描述必须纳入电流片的演化过程。我们进行了一系列二维模拟，并开发了从演化背景中分离涨落的诊断方法。发现仅当线性增长率足够大（$\gamma_{max}\tau_{A}>O(1)$）以克服对流损失时，涨落振幅才开始增长。线性增长率持续上升，直到等离子体团尺寸与撕裂模式的内层宽度相当。此时电流片被破坏，不稳定性进入早期非线性阶段。增长率突然下降，但涨落振幅继续增长直至达到非线性饱和。我们确定了不稳定性发展的重要时间尺度，以及电流片破坏时的线性增长率、电流片宽度和主导波数的标度。这些标度不仅依赖于 Lundquist 数，还依赖于初始噪声振幅。我们提出了一个重现模拟结果标度的现象学模型。该模型纳入了重联出流的效应，这对于产生临界 Lundquist 数 $S_{c}$ 至关重要，低于该值不会发生破坏。临界 Lundquist 数 $S_{c}$ 并非恒定值，而是对噪声振幅有微弱依赖。