量化ACE观测到的太阳风“1/f”涨落的各向异性和太阳周依赖性
太阳与恒星天体物理
2009-09-24 v1
摘要
演化太阳风的功率谱显示出在较高频率的湍流涨落惯性范围和较低频率的“1/f”区域之间存在谱断裂的证据。在黄道面约1 AU处，该断裂大约出现在几小时的时间尺度上，并在速度和磁场分量的功率谱中均被观测到。“1/f”能量范围比惯性范围具有更直接的日冕起源，并携带了太阳日冕复杂磁场结构以及太阳光球足点扰动的特征。为了量化标度性质，我们使用通用的统计方法，如广义结构函数和概率密度函数(PDF)，重点关注太阳周依赖性以及相对于背景磁场的各向异性。我们展示了磁场和速度场涨落的结构函数分析，使用一种新技术将涨落分解为平行和垂直于平均局地背景磁场的方向。虽然磁场接近“1/f”，但我们表明速度场是“1/f^α”，且α≠1。对于速度，α的值在平行和垂直涨落之间变化，并随太阳周变化。α也随太阳风速变化。我们检查了快速、宁静太阳风中的PDF，有趣的是，尽管平行和垂直方向不同，但B场和速度都显示出相同的垂直涨落PDF，该PDF接近伽马分布或逆Gumbel分布。这些结果指向日冕中不同的物理过程，以及它们向太阳风中的映射。获得的标度指数约束了这些过程的模型。
引用
@article{arxiv.0906.3448,
title = {Quantifying the Anisotropy and Solar Cycle Dependence of "$1/f$" Solar Wind Fluctuations Observed by Ace},
author = {R. M. Nicol and S. C. Chapman and R. O. Dendy},
journal= {arXiv preprint arXiv:0906.3448},
year = {2009}
}
备注
26 pages, 12 figures. Work presented at Fall AGU 2008 and to be presented at Solar Wind 12 (June 2009)