超米粒组织作为太阳最大的浮力驱动对流尺度
太阳与恒星天体物理
2016-10-05 v1
摘要
超米粒组织的特征是太阳光球层中典型尺度为 32 Mm 的水平发散流。与米粒组织不同，超米粒组织的尺寸既不相当于辐射边界层的厚度，也不相当于光球层中等离子体的局部标高，它不反映太阳对流区任何明显的长度尺度。早期关于二次氦电离深度很重要的观点并未得到数值模拟的支持。因此，太阳超米粒组织的起源在很大程度上仍是一个谜。此外，使用多普勒成像或相关/特征追踪对光球层流的观测表明，在大于超米粒组织的尺度上功率单调递减。相比之下，太阳对流的局部区域和全球球壳模拟均显示出相反的结果，即水平流振幅向低波数呈幂律增加。在此我们检验了这一差异，并研究了太阳超米粒组织如何作为强烈光球层驱动和冷下沉羽流非局部热传输的结果而产生。利用具有表面驱动的三维非弹性模拟，我们表明分层区域上层最大对流尺度的动能反映了从强浮力驱动到下方绝热分层转变的深度。我们将观测到的太阳对流功率在大于超米粒组织尺度上的单调递减解释为这种快速转变的结果，并展示了如何将超米粒尺度理解为太阳最大的浮力驱动对流模式。
引用
@article{arxiv.1606.04041,
title = {Supergranulation as the largest buoyantly driven convective scale of the Sun},
author = {Jean-Francois Cossette and Mark Peter Rast},
journal= {arXiv preprint arXiv:1606.04041},
year = {2016}
}