YNAO OpenIR  > 太阳物理研究组
类埃勒曼炸弹事件中的磁重联和加热机制的磁流体力学模拟研究
其他题名Magnetohydrodynamic simulations of magnetic reconnection and heating mechanisms for the Ellerman bomb-like events
刘明玉
学位类型硕士
导师倪蕾
2023-07-01
学位授予单位中国科学院大学
学位授予地点北京
学位专业天体物理
关键词磁重联 磁流体力学 色球 太阳活动 埃勒曼炸弹
摘要埃勒曼炸弹(Ellerman Bombs,EBs)是一种普遍形成于高光球低色球的小尺度磁重联事件。此区域为低温($<10,000$\,K)和高密度 ($\sim 10^{19}-10^{22}$)的等离子体环境,将使磁重联过程强烈地受到部分电离和辐射冷却的影响。本工作基于高数值分辨率的2.5维磁流体动力学(2.5D MHD)模拟,研究了太阳温度极小区(TMR)附近的高等离子体$\beta$的磁重联过程。为了在模拟中实现更真实的扩散系数、粘度和辐射冷却,我们加入氢和氦的随时间演化的温度依赖的电离度。数值计算结果表明,在初期准稳态演化阶段,重联率小于0.01,且随着时间的演化而减小。随后,撕裂模(等离子体团)不稳定性磁重联发生,重联率急剧增大到0.05。在类EBs事件中,较大的$\eta_{en}$(电子-中性粒子碰撞引起的磁扩散)和等离子体团不稳定性都有助于快磁重联。等离子体团之间的相互作用和碰撞合并极大地增强了局部压缩加热效应,使得压缩加热成为等离子体团不稳定性出现后EBs加热的主要机制。然而,当EBs中的磁重联处于温度升高较小的准稳态演化阶段,由$\eta_{en}$所贡献的焦耳加热对等离子体的加热起重要作用。模拟结果还表明,辐射冷却效应将温度升高抑制在与观测相符的合理范围内,同时增加了重联率和热能的产生。
其他摘要The Ellerman Bomb (EBs) is a kind of small scale reconnection events, which are ubiquitously formed in the upper photosphere or the lower chromosphere. The low temperature ($<10,000$\,K) and high density ($\sim 10^{19}-10^{22}$) plasma there make the magnetic reconnection process strongly influenced by the partially ionized effects and the radiative cooling. This work studied the high $\beta$ magnetic reconnection near the solar temperature minimum region (TMR) based on high-resolution 2.5D magnetohydrodynamics (MHD) simulations. The time-dependent ionization degree of hydrogen and helium are included to realize more realistic diffusivities, viscosity and radiative cooling in simulations. Numerical results show that the reconnection rate is smaller than 0.01 and decreases with time during the early quasi-steady stage, then sharply increases to a value above 0.05 in the later stage as the tearing model (plasmoid) instability takes place. Both the large value of $\eta_{en}$ (magnetic diffusion caused by the electron-neutral collision) and the plasmoid instability contribute to the fast magnetic reconnection in the EB-like event. The interactions and the coalescence of plasmoids strongly enhance the local compression heating effect, which becomes the dominant mechanism for heating in EBs after plasmoid instability appears. However, the Joule heating contributed by $\eta_{en}$ can play a major role to heat plasmas when the magnetic reconnection in EBs is during the quasi-steady stage with smaller temperature increases. The results also show that the radiative cooling effect suppresses the temperature increase to a reasonable range, increases the reconnection rate and the generation of thermal energy.
学科领域天文学
学科门类理学 ; 理学::天文学
页数0
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/26397
专题太阳物理研究组
作者单位中国科学院云南天文台
第一作者单位中国科学院云南天文台
推荐引用方式
GB/T 7714
刘明玉. 类埃勒曼炸弹事件中的磁重联和加热机制的磁流体力学模拟研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2023.
条目包含的文件
文件名称/大小 文献类型 版本类型 开放类型 使用许可
类埃勒曼炸弹事件中的磁重联和加热机制的磁(5014KB)学位论文 开放获取CC BY-NC-SA浏览 请求全文
个性服务
推荐该条目
保存到收藏夹
查看访问统计
导出为Endnote文件
谷歌学术
谷歌学术中相似的文章
[刘明玉]的文章
百度学术
百度学术中相似的文章
[刘明玉]的文章
必应学术
必应学术中相似的文章
[刘明玉]的文章
相关权益政策
暂无数据
收藏/分享
文件名: 类埃勒曼炸弹事件中的磁重联和加热机制的磁流体力学模拟研究.pdf
格式: Adobe PDF
所有评论 (0)
暂无评论
 

除非特别说明,本系统中所有内容都受版权保护,并保留所有权利。