A study of MHD waves in current sheet

• Main Authors: Sheen, Shiaw-Kae, 沈孝凱
• Other Authors: Lin Chung-An
• Format: Others
• Language: zh-TW
• Published: 1997
• Online Access: http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/72493272037441315936

博士 === 國立中央大學 === 大氣物理研究所 === 85 === 1942年阿爾文 (Alfven)提出磁力線凍結(frozen in) 的觀念，並且 提出一種超低頻的波動現象，稱之為阿爾文波（Alfeven wave)。 此發現 使我們對導電流體和磁場間的交互作用所產生的磁性流體波有了基本的認 識。太空中的導電流體主要是電漿物質，由太陽吹向地球的太陽風和地球 磁場相互作用而形成了磁層結構。由外而內可分為弓形震波，磁鞘，磁層 頂和磁層。而在磁尾部份，因太陽風與地球磁場的交互作用，使地球磁層 拖出長長的尾部，在磁尾的中間有電流片的存在，而磁層副暴的產生與磁 尾中的能量的釋放有密切的關係。磁性流體波主要是探討頻率小於離子迴 旋頻率的超低頻電漿波動現象，而地磁脈動是一種超低頻電漿波動現象， 磁層的超低頻波、Pc脈動、Pi2脈動等都可用ＭＨＤ波來解釋.許多研究者 利用各衛星的觀測資料來建立磁性流體波的全球形態分佈. 因此磁性流體 波適合用來研究地磁脈動現象。 磁層的磁性流體波的現象和也下列現 象都有關連:(1) 磁力線共振; (2) 磁層空腔共振;(3) 磁鞘中各向異性不 穩定;(4)磁尾不穩定。為了了解磁層的物理現象，本論文先採用各向異性 的電漿原理來導出地球磁層內的磁性流體波動方程式,而後得出各向同性 的特例。以往學者所研究的電流片是對稱型，今則擴充至非對稱型。我們 以數值方法解出不均勻且各向同性的波動方程式的正常模解，分別計算出 對稱以及非對稱電流片內快速磁性流體波的本徵函數、本徵值、極化及擾 動比值等,並將其應用來解釋磁層中所觀測到的波動現象。我們的結果可 解釋於磁層副暴(包含Pi2脈動)所引起的某些波動現象。藉著考慮接近地 球的波的性質及它們與各種電漿邊界層的交互作用可以用來解釋在不同的 緯度及經度的波極化。