初始电流片长宽比对非对称多重X线重联的影响

采用可压缩电阻性磁流体力学模型,研究了初始电流片的长宽比L_(x)对非对称多重X线磁场重联的影响。研究结果发现,当L_(x)超过一定的阈值时,非对称磁场重联的演化过程中将伴有多重X线重联发生。进一步地研究结果表明,当L_(x)越大,多重X线重联就越容易出现,相同时间间隔内所诱发的次级磁岛的尺寸也随之相应变大,不仅如此,次级磁岛的尺寸占整个模拟尺寸的比例也有所增大。对于L_(x)比较大的情形,当非对称多重X线磁场重联发展到一定程度后,非对称多重X线磁场重联的重联点基本不随时间变化,并且所诱发的大尺度次级磁岛的大小也基本稳定,该结论与Magnetospheric Multiscale(MMS)观测现象一致。因此这些结果可以用来解释一些卫星观测现象,尤其对空间物理中有关次级磁重联产生的多重X重联的观测有一定指导作用。

导向磁场对非对称多重X线重联演化过程的影响

采用二维可压缩电阻性磁流体力学模型,研究导向磁场(By0)对非对称多重X线磁场重联过程的影响。研究发现:对于未加By0时有多重X线重联发生的情形,加入By0之后,会加快次级磁岛的出现。当By0增加到一定程度后,该促进效应有所减弱。而对于未加By0时无多重X线重联发生的情形,加入一定大小的By0之后,会诱发次级磁岛的产生,即诱发了非对称多重X线重联。进一步研究发现,当By0增加到一定程度后,将无法诱发非对称多重X线重联。两种情形均表明,By0的加入可以促进或者诱发非对称多重X线重联,且存在一个阈值,当By0超过这个阈值之后,该促进或诱发效应开始减弱。所得结果可以用于解释一些卫星观测现象,尤其对空间物理中有关导向磁场非对称多重X线重联观测结果的理解有参考价值。

无碰撞磁重联中的电子动力学

磁重联提供了一种快速地将磁场能量转化为等离子体动能和热能的物理机制,它和空间物理中的许多爆发现象密切相关.另外,空间环境中的等离子体基本上是没有碰撞的,人们更加关心的是无碰撞的磁重联过程.本文从以下几个方面论述了电子动力学行为在无碰撞磁重联中的作用.在离子惯性长度尺度范围内,离子和电子的运动是分离的,由此产生的Hall效应决定了此区域中的重联电场.另外,电子的运动决定了重联平面内电流体系,同时形成了沿分界线的电子密度降低区域,这种重联平面内的电流体系决定了垂直重联平面的第三方向磁场分量的结构;在电子惯性长度尺度范围内,电子压强分布的各向异性决定了在此区域内的重联电场的大小;高能量电子的产生是磁重联的一个重要特征,重联电场在电子加速的过程中起着决定性的作用,但不同的磁场位形及其时空演化会影响电子加速的过程,并决定电子的最终能量;讨论了X点附近的次级磁岛不稳定性形成小磁岛的模拟结果和观测证据,及其对电子加速的可能影响;对电子动力学行为在实验室等离子体磁重联中的进展也做了介绍.最后,指出了一些尚未解决的问题.