行星和太阳内部的磁流体力学

许多行星 (如木卫三 ,水星 ,地球 ,木星和土星 )和恒星 (如太阳 )具有内部磁场。对这些磁场的存在和变化的解释对行星科学家和天体物理学家是一个巨大的挑战。本文试图总结行星和恒星的导电流体内部磁流体力学研究的新近发展和困难。一般由热对流驱动的流动通过磁流体力学过程产生并维持在行星和恒星中的磁场。在行星中磁流体力学过程强烈地受到转动 ,磁场和球几何位型的综合影响。其动力学的关键方面涉及科里奥利力和洛伦兹力间的相互作用。在太阳中其流线 ,即处于对流层的薄的剪切流层在太阳的磁流体力学过程中扮演了一个基本的角色 ,并由之产生了 1 1年的太阳黑子周期。本文也给出了一个新的非线性三维太阳发电机模型。     

行星和太阳内部的磁流体力学

许多行星（如木卫三，水星，地球，木星和土星）和恒星（如太阳）具有内部磁场。对这些磁场的存在和变化的解释对行星科学家和天体物理学家是一个巨大的挑战。本文试图总结行星和恒星的导电流体内部磁流体力学研究的新近发展和困难。一般由热对流驱动的流动通过磁流体力学过程产生并维持在行星和恒星中的磁场。在行星中磁流体力学过程强烈地受到转动，磁场和球几何位型的综合影响。其动力学的关键方面涉及科里奥利力和洛伦兹力间的相互作用。在太阳中其流线，即处于对流层的薄的剪切流层在太阳的磁流体力学过程中扮演了一个基本的角色，并由之产生了11年太阳黑子周期。本文也给出了一个新的非线性三维太阳发电机模型。     

有流动情况下等离子体柱的扭折不稳定性

本文从磁流力学理论出发,研究了有流动情况下等离子体柱的扭折不稳定性线性理论,并以所导出的色散方程计算色散曲线,从而估计速度因子在线性不稳定性理论中所起的作用。本文发现流体的流动与磁场环向分量H_(eφ)一样是一个不稳定因子,随着流动速度的出现和增加,不稳定性增长率会提高几倍至几十倍,发生不稳定的波长范围会扩大.在速度较大的情况下,对短波扰动,m=0,m=1模几乎会同时出现。最后,用本文计算结果对太阳大气中出现的几个典型事例,进行了简单的定性解释。     

磁流体发电机实验进展及分析

阐述了磁流体发电机实验的发展过程并介绍了发电机实验的主要结果。磁流体发电机实验基于磁流体发电机理论,利用液态金属钠作为导电流体,在多种速度场和不同雷诺系数情况下,探测到发电机效应,得到自激发磁场、磁场饱和及磁场反转现象。但磁场强度与实验参数之间的具体相关关系还有待进一步验证。     

太阳活动区无力场的数值计算——Ⅱ.Chiu-Hilton方法的改进

在根据日面法向磁场、以线性无力场模型推算活动区上空磁场的工作中,Chiu-Hilton方法是较好的一个.但在以往这类的工作中,因为缺乏一个实际可用的条件来确定问题中出现的本征函数,就简单地将一组本征函数扔掉了.本文会析了本征函数对磁场解的数值及形态的影响,提出一个根据H_α照片估计本征函数大小的办法,可以用来得到更接近实际的磁场解.     

日冕磁环中虹吸流动的稳定性

在日冕磁环中观测到速度为100km/sec的等离子体流动。本文采用平面和柱面模型讨论了这个虹吸流动的稳定性。用数值方法计算了色散方程,得到了不稳定性增长率与扰动波的频率。主要结论是:磁场是一个致稳因素,流速是一个不稳定因素。本文讨论了日冕磁环中是否存在定常的高速虹吸流动的问题。     

磁扩散率的随机不均匀分布对增大湍流磁扩散率的作用

在太阳物理学中,磁场的湍流扩散过程一般被认为是如同烟、热和流体中其他物理属性被湍流扩散一样的过程。但这种基于湍流的运动特性而得到的湍流磁扩散率还不能很好地与太阳观测事实与湍流理论相符合。 本文提出,如果在磁流体中存在着磁扩散率的随机分布不均匀,则从磁场的扩散万程中可以看出,由这一不均匀而形成的磁扩散率梯度会使磁力线弯曲,即把平均磁场扩散成湍流磁场,从而增大了磁扩散率的数值。这种效应是在小尺度范围内对湍流磁扩散率增大起着决定性的作用。     

冕洞磁场研究的现状

冕洞是太阳大气日冕层中的现象。近代太阳大气物理性质的研究表明,磁场起着重要的作用。就日冕层来说,磁场明显地起两个作用:一个作用是日冕中的一些现象因贮存在磁场中的磁能积聚而产生;另一个作用是磁场沟通了日冕的物质流和能流。同样,冕洞磁场强度的大小及其位形,对冕洞的物理性质有重要影响。 本文的目的是叙述冕洞磁场近代研究情况,从中看出发展趋势、基本思想、方法和主要结论,同时从中总结出存在的问题和需要深入进行的工作。 本文分四个方面作简要叙述:一、冕洞磁场的经验模式和计算模式;二、冕洞磁场在冕洞内的色球层和过渡区所起的作用;三、冕洞磁场的行星际效应;四、存在问题。     

宁静日珥物理参数的二维分布

本文利用完全线性化方法处理了一个日珥的光谱资料,得到其物理参数的二维分布。结果表明:在日珥中心,运动温度和中性氢密度随高度增加而减少,湍动速度随高度增加而增加;而在日珥边缘,运动温度不随高度变化。从中心到边缘,运动温度是增加的。日珥中不存在流体静力学平衡,磁场对日珥支撑起重要作用。     

恒星的磁场

一.引论太阳除了它的黑子周围有强大磁场存在外,在1913年黑耳(G. E. Hale)发现它还有一个普遍的磁场,强度约50高斯。作为一个普通的恒星的太阳既然有磁场存在,那么其他恒星是否也同样地会有呢?这是一个很有趣味的研究题目,并且可以预料到,从这个题目的答案,可以解决不少天体物理学上现存的问题。过去,天文学家主要只用温度与压力两个因素来解释天体光谱。有一些特殊的恒星光谱中出现著特别强的谱线(如猎犬座α~2星的光谱中有许多希有土     

1988年3月黑子磁场的演化(英文)

024黑子(S.G.D编号为4964)是1988年3月份太阳上最大、磁场最强的黑子群。在日面上出现的半个月里,始终有耀斑产生。北京天文台怀柔太阳磁场望远镜对这个活动区作了常规观测,并获得了磁场和速度场资料。 024活动区是由一个偶极黑子和δ黑子组成的。12日01~h49~mUT,黑子刚从东部出现时就有耀斑和活动日珥产生。从速度场与H_β色球单色像对比来看,耀斑内有物质向里流动,而暗条中有物质向外抛射。024活动区的磁场十分复杂,S极、N极磁场互相包含、渗入、剪切,形成许多海湾结构。可能这就是产生了许多各种形状的耀斑的缘故。本文对磁场的形态作了描述。     

具有类偶极磁场的厚吸积盘模型

本文从磁流体力学基本方程组出发,讨论了具有类偶极磁场的厚吸积盘模型。其结果表明:引入这种磁场位形后,会影响盘的位形、光度和吸积率。对光度的影响是通过改变盘的位形实现的,它使盘变厚,会在厚盘的内区形成更窄更陡的漏斗状结构,这对解释类星体的高度准直性的喷流更为有利;并且还预言不对称喷流或单边喷流的存在。     

关于磁流体体力学流动的一些理论研究

本介绍关于磁流体力学流动理论研究的一些结果，在所研究的流动中，允许流速垂直于磁场，允许各物理量随时间变化。在各有关的守恒定律和感应方程中引进代换，不经过求解，用严格的解析方法获得了有关解的某些性质，中给出一个简单的例子，在其中计算二维沿磁力线的稳恒态ＭＨＤ流动。     

关于磁流体力学流动的一些理论研究

本文介绍关于磁流体力学（ＭＨＤ）流动理论研究的一些结果．在所研究的流动中，允许流速垂直于磁场，允许各物理量随时间变化．在各有关的守恒定律和感应方程中引进代换，不经过求解，用严格的解析方法获得了有关解的某些性质．文中给出一个简单的例子．在其中计算二维沿磁力线的稳恒态ＭＨＤ流动．     

强磁场对非零温中子星壳层电子俘获反应的影响

本文讨论了强磁场作用下非零温电子气体的化学势，分析了磁场作用下电子气体屏蔽势的变化；以核素３３Ｓ为例，讨论了不同温度下，磁场对电子俘获率的影响，结果表明：在足够低的温度和密度下，足够强的磁场使电子俘获率显著降低，而就中子星表面存在的磁场强度（１０９－１０１３Ｇ）而言，磁场对其电子俘获率几乎没有影响．     

利用双视角消除太阳矢量磁场观测中的180◦不确定性

随着"环日轨道器"(Solar Orbiter, SO)的在轨运行,太阳磁场观测进入了双视角遥测的时代.对利用太阳磁场的双视角观测改正矢量磁图中存在的横场(垂直于视线方向的磁场分量) 180°不确定性进行了模拟,首先模拟了对解析解得到磁图的双视角观测,然后利用"日震学和磁学成像仪"(Helioseismic and Magnetic Imager, HMI)在不同时间观测到的一个老化黑子的磁图模拟了双视角观测.发现要改正一个磁图中横场方向的180°不确定性,在观测上只需要另外一个平行于视线方向的磁场即纵向磁场观测的协助.利用HMI的磁场观测模拟,估算显示30°的张角能够改正50 Gs磁场中的180°不确定性.更大的张角虽然更有利于更弱磁场的改正,但是考虑到投影效应的不利影响, 30°左右的张角应该是未来空间设备进行多视角观测太阳磁场的最佳张角.     

高能天体物理中关于小尺度无序磁场的若干物理过程

小尺度无序磁场普遍存在于高能天体的爆发过程中。在明确了小尺度的物理条件后,详细描述了近年来国际高能天体物理研究领域中和小尺度无序磁场相关的湍流、激波、等离子体不稳定性和磁重联等前沿问题,并相应介绍与小尺度无序磁场相关的粒子加速和辐射过程的最新进展。介绍的内容主要是基于流体或磁流体计算机数值实验得到的结果,对部分计算程序也做了简单介绍。最后,提出在这一领域开展研究工作的一些建议。     

木卫二的内部结构模型和海洋层--伽利略探测的最新研究进展

伽利略探测获得了木卫二的最新探测资料，其更精确的重力探测数据使深入研究木卫二的内部结构成为可能，研究表明，木卫二有着比较复杂的内部结构，最外层是水冰层，中层是岩石幔，中心是金属核（Fe或Fe-FeS)。但重力探测数据并不能确定水冰层中水的物态。多方面的证据（如理论，地学，磁场等证据）都表明木卫二的表面冰层下存在液体的导电海洋层，其中磁场方面的证据可能最为有力，概述了对木卫地的内部结构模型和海洋层两方面的研究，并推断潮汐演化是木卫二海洋层存在重要原因。     

冻结型和电阻型无力场

本文在限制条件下,对固定空间磁能进行变分,发现无力因子a为常数表征无力场的最小磁能状态,代表稳定的无力场。其物理意义为气体漂移速度场是定常的,磁场形态不变,磁场强度受电阻衰变的影响,也因为流体运动而受到波因亭能流的影响。有效电场垂直于磁场。在另一限制件: 下,对给定空间内欧姆损失进行变分,发现a为常数也表征无力场的最小欧姆损失状态,它的物理量是最小磁能状态无力因子a为零,或的特殊情况。     

磁云传播的动力学演化过程研究进展

磁云因其独特的磁场结构经常是重大灾害性空间天气的驱动源.近来从磁云的边界层结构、环向通量、大尺度结构等方面关于磁云传播的动力学演化过程的研究取得了一些进展.在磁云边界存在一个由于磁场重联而形成的边界层结构.在磁云传播过程中,这种发生在边界处的磁场重联可能会把磁云的磁场剥蚀掉,进而引起其磁通量绳结构环向通量的减少以及不对称.在磁云内部,经常会观测到多个子通量绳结构.这些特性各异的子通量绳可以通过磁场重联而合并,进而引起磁云磁结构的改变.关于磁云大尺度磁场拓扑位形的演化机制,除了较早提出的交换重联外,目前的研究表明在行星际空间中,磁云边界处的重联过程也可以将磁云闭合或半开放的磁场线打开或断开.尽管在相关研究中已经取得了较大进展,但关于磁云传播的动力学演化过程还有许多问题尚不清楚.在行星际小尺度磁通量绳边界也发现了边界层结构,那么磁云是否会因剥蚀而成为小尺度通量绳?磁云内子通量绳结构在相互作用中会不会引起某些不稳定性而导致整个通量绳系统的崩溃?这些问题的解决还有待于进一步的理论、观测和数值模拟研究.