Hydromagnetic Waves in the Magnetosphere and The Ionosphere pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Alperovich, Leonid S./ Fedorov, Evgeny N.

出品人:

页数:426

译者:

出版时间:

价格:1614.00 元

装帧:

isbn号码:9781402066368

丛书系列:

图书标签:

• Hydromagnetics
• Magnetosphere
• Ionosphere
• Plasma Physics
• Space Physics
• Wave Propagation
• Geophysics
• Solar-Terrestrial Physics
• Astrophysics
• Electromagnetics

好的，这是一份关于一部假想的、不包含“磁层与电离层中的磁流体波”这一主题的图书简介，聚焦于其他相关或相近的地球物理学和空间物理学领域。 --- 书名：《行星际空间中的磁场结构、等离子体动力学与辐射带粒子加速机制》 内容提要 本书深入探讨了行星际空间中宏观磁场拓扑的演化、微观等离子体过程的主导机制，以及高能粒子在太阳风与行星磁层相互作用区域中的输运与加速路径。我们着重分析了太阳风的非理想磁流体特性、行星际磁场（IMF）的重联现象，以及这些基础物理过程如何共同塑造了地球磁层和邻近空间的复杂环境。 第一部分：行星际介质与太阳风的动力学 本部分从太阳大气出发，详细阐述了日冕物质抛射（CME）和高/低速太阳风流的生成机制。我们首次提出了一种新的模型，用以解释太阳风加速过程中关键的波加热与湍流耗散的平衡点。书中对太阳风中的磁场结构进行了细致的描述，特别是如何通过二维磁场重联来解释日冕物质抛射的启动和释放过程。 湍流理论与磁场结构演化 我们引入了最新的磁场湍流理论框架，重点关注磁声波和阿尔芬波在太阳风传播中的能量级联。书中详细分析了不同尺度下等离子体参数的统计分布，并利用最新的Parker Solar Probe观测数据验证了湍流谱在近日空间的行为。一个核心章节专门研究了磁流体不稳定性的触发条件，探讨了哪些特定的磁场梯度能够引发磁场拓扑的快速变化，进而影响行星际空间的磁场构型。 磁场重联的微观机制 磁场重联是空间等离子体物理中的核心过程。本书系统梳理了磁流体（MHD）重联理论的局限性，并重点讨论了电子尺度动力学在非抗磁性区域中的作用。我们详细介绍了电子惯性效应、电子粘滞性以及电子温度各向异性如何影响重联的效率和几何形状。通过案例研究，展示了地球磁层尾迹（Magnetotail）中重联事件对等离子体片（Plasma Sheet）加热和重联电流片（Current Sheet）动态演化的决定性影响。 第二部分：地球磁层与等离子体输运 本部分将焦点转向地球磁层，分析太阳风如何通过磁层顶（Magnetopause）将能量和物质注入到地球周围的空间环境中。 磁层顶的边界层物理 我们首先对磁层顶的结构进行了详细建模，区分了“粘性相互作用区”（Viscous Interaction Region）和“磁场重联区”。书中提出了一个改进的湍流粘性模型，解释了低速太阳风中磁层顶的抖动（Pulsations）现象。特别关注了电子在磁层顶边界处的加速机制，这些电子被认为是中低纬度极光的主要驱动力之一。 磁层内部的粒子输运与场向电场 在磁层内部，我们深入分析了等离子体层（Plasmasphere）的形态及其与外部太阳风条件的耦合。核心内容集中于“场向电场”（Field-Aligned Electric Fields）的生成与影响。本书提出了一种新的机制，解释了磁尾区域中电子流和离子流在磁力线上的聚集如何产生强大的、局域化的场向电场，从而驱动了高纬度区域的电离（Precipitation）。 辐射带高能粒子加速与损失 本书的另一核心贡献在于对范艾伦辐射带（Van Allen Belts）的深入剖析。我们不再将辐射带粒子视为静态的，而是将其视为一个动态平衡系统。书中详细阐述了三种主要的加速机制： 1. 快模式波（Fast Mode Waves）驱动的径向扩散： 讨论了从磁层边界渗入的低频波如何驱动MeV级别质子的向外扩散。 2. 阿尔芬波驱动的角向扩散： 分析了电离层和磁层内部产生的低频阿尔芬波如何影响捕获电子的轨道漂移和能量变化。 3. 磁场重联尾迹中的直接加速： 重点研究了磁尾重联过程中，电子如何直接获得极高能量，成为“爆炸性”事件的来源。 同时，书中也全面评估了主要的粒子损失机制，包括等离子体波散射、磁层顶的捕获解除以及磁层尾迹中的快速沉降过程。 第三部分：电离层与磁层耦合 最后一部分探讨了磁层与电离层的双向耦合过程，即空间天气对地球下层大气的影响。 电流系统与全球电磁场 我们详细分析了主要的电流系统，如罗切斯特电流（Rockets Current）、缝区电流（Wedge Current）和主电对流电流（Convection Currents）。书中利用三维有限元方法模拟了这些电流系统如何通过磁力线连接，在电离层低部（D、E层）产生可观测的电场和电流。 极光与电离层加热 本书对极光的物理机制进行了非传统视角的阐述，侧重于极光椭圆区域内，中尺度等离子体不稳定性如何通过波-粒子相互作用，将磁层能量高效地耦合到热层和电离层。我们详细描述了共振散射不稳定性（RSI）和阿尔芬瀑布效应在加热电离层顶部气体中的作用。 结论与展望 本书总结了当前行星际空间和磁层研究的前沿问题，特别是对多尺度模拟（Multi-scale Simulation）的需求。我们强调，理解磁层中的能量耗散和粒子加速，必须超越传统的MHD框架，纳入电子和离子尺度的复杂动力学。本书旨在为空间物理、等离子体物理以及地球物理领域的研究人员和研究生提供一个深入且富有洞察力的参考。 ---

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