具有差分离子流动的多组分太阳风中非WKB阿尔文波的传播

研究了无耗散、磁流体动力学、非WKB、纯环向阿尔文波在具有轴对称性和差分质子-α粒子流动的现实背景三流体太阳风中的传播。波动方程由标准的多流体5矩方程导出。阿尔文点，即组合极向阿尔文马赫数 $M_T=1$ 处，被发现是波动方程的奇点，然后在日冕底部（1 $R_\odot$）施加固定波振幅10 km s$^{-1}$ 的情况下，对三个代表性角频率 $\omega=10^{-3}$、$10^{-4}$ 和 $10^{-5}$ rad s$^{-1}$ 进行了数值求解。在1 $R_\odot$ 和1 AU之间，数值解显示出与WKB预期的显著偏差。即使对于相对较高的频率 $\omega=10^{-3}$ rad s$^{-1}$，类WKB行为也只能在 $r\gtrsim 10$ $R_\odot$ 区域看到。在低频情况 $\omega=10^{-5}$ rad s$^{-1}$ 下，计算出的波相关参数轮廓显示出与WKB不同的空间依赖性，偏差在行星际空间中尤为明显。在内日冕 $r\lesssim 4$ $R_\odot$ 中，计算出的离子速度涨落远小于所有情况下的WKB预期，计算出的波致加速度对质子或α粒子的作用也是如此。在选定的基底波振幅下，波加速度对日冕中离子力平衡的影响可以忽略不计。因此，需要非WKB波加速度以外的过程来将离子加速出太阳的引力势阱。然而，在阿尔文点之外的大距离处，低频波可以在离子动力学中发挥重要作用，其净效应是使所考虑的两种离子物种的速度趋于相等。