日地空间物理学 行星际与磁层 上PDF电子书下载

第一章太阳 1

§1.1太阳概况 1

1．太阳结构 1

2．太阳辐射 2

3．太阳的能量来源及内部能量的输运 3

§1.2光球 4

1．光球能量的辐射传输 5

2．米粒组织 5

3．超米粒组织 6

4．振荡 7

§1.3色球层 7

1．色球的温度 8

2．针状物 8

目录 9

常用符号表 9

3．色球网状组织 10

§1.4日冕 10

1．日冕辐射 11

2．日冕数密度、温度和磁场 12

3．日冕的结构 14

4．太阳大尺度磁场 18

5．冕洞 20

6．日冕瞬变事件 24

§1.5太阳活动区和太阳耀斑 27

1．太阳黑子 27

2．太阳活动区 33

3．太阳耀斑爆发 36

4．耀斑模式 44

参考文献 48

1．关于太阳风的推测 51

第二章太阳风 51

§2.1关于太阳风的推测与太阳风的平均观测特性 51

2．太阳风在1AU处的平均特性 53

3．太阳风特性的空间变化 59

4．太阳风特性的时间变化 62

§2.2太阳风与行星际磁场的形成 63

1．静止日冕模式的困难 63

2．日冕膨胀和日球层 64

3．行星际磁场的形成 69

1．球对称经典热导供能模式的基本假设和定解条件 73

§2.3太阳风的球对称经典热导供能模式 73

2．一元流体模式 74

3．二元流体模式 78

§2.4太阳风中的高速流、低速流和行星际磁场极性的分布 83

1．太阳风中的高速流 83

2．行星际磁场极性的分布和行星际电流片 86

3．高速流与冕洞的相关 92

4．黄道面附近行星际磁场极性的分布、太阳磁场和日冕大尺度结构 98

5．太阳风的三维模式与日球层磁场 102

6．太阳风在快发散流管中的膨胀 109

7．太阳风经典热导供能模式解释高速流的困难 110

8．太阳风低速流 112

§2.5太阳风中的磁流体力学波动和小尺度脉动 112

1．描述太阳风中磁流波的基本假设和基本方程 112

2．太阳风中快、慢模式磁声波 115

3．太阳风中的Alfvén波 119

4．太阳风中小尺度脉动的观测结果 123

5．太阳风中不可压小尺度脉动的控制方程 127

6．Alfvén脉动的波动理论 129

7．不可压小尺度脉动的磁流体力学湍流理论 132

8．Alfvén脉动的波能串级理论 135

9．Alfvén脉动对太阳风背景流动的加速和加热 141

§2.6太阳风高速流中的微观过程 143

1．电子的分布函数 144

2．电子热导 146

3．电子热流驱动的不稳定性 148

4．离子分布函数及相应的不稳定性 150

§2.7太阳风的高速流模式 154

1．观测对高速流模式提出的基本限制 154

2．太阳风加速的可能的方式 155

3．“饱和”限幅的Alfvén波供能模式 159

4．波能串级衰减的Alfvén脉动供能模式 165

参考文献 170

第三章行星际激波 177

§3.1行星际空间中的磁流间断面和激波 177

1．流体越过间断面的守恒关系 177

2．切向间断面和接触间断面 179

3．旋转间断面 181

4．激波 182

1．耀斑发射的等离子体云和背景太阳风的相互作用 190

§3.2太阳耀斑产生的行星际激波 190

2．耀斑激波的传播 193

3．耀斑激波后等离子体和磁场的特性 195

4．激波的质量和能量 198

§3.3太阳风中的相互作用区和共转激波 199

1．太阳风中流与流的相互作用 199

2．共转行星际激波 202

3．共转相互作用区 204

§3.4激波传播问题的解析分析 207

1．爆炸激波和“活塞”激波 208

2．激波对和相互作用区 212

§3.5激波传播问题的数值模拟 213

1．耀斑激波传播的一维问题 213

2．耀斑激波传播的二维问题 215

3．太阳风中流与流相互作用的模拟计算 218

参考文献 227

第四章宇宙线 230

§4.1高能带电粒子在磁场中运动的描述 230

1．单一粒子的运动 230

2．粒子系综的描述 233

1．银河宇宙线的成分和能谱 236

2．银河宇宙线强度的变化和各向异性 238

§4.2行星际空间的高能粒子的特性 239

3．银河宇宙线强度的Forbush下降 241

4．太阳宇宙线的成分和能谱 246

5．太阳宇宙线强度和各向异性的时间变化 249

6．太阳宇宙线和东西效应 253

7．耀斑激波伴随的高能粒子事件 256

8．高能粒子共转事件 258

§4.3行星际磁场的统计描述 261

9．木星磁层辐射的高能粒子 261

1．行星际磁场脉动的相关函数和能谱 262

2．行星际磁场扰动能谱的测量 263

3．扰动场的谱分解 266

§4.4带电粒子在随机扰动场中的扩散 267

1．福克-普朗克方程和扩散方程 268

2．投掷角扩散 270

3．磁力线的随机行走 272

4．扩散系数 275

§4.5宇宙线粒子在行星际空间中的传播方程 277

§4.6太阳宇宙线粒子的传播 279

1．高能太阳宇宙线粒子强度剖面计算 280

2．太阳宇宙线传播的东西效应 284

3．边界问题的讨论 288

§4.7银河宇宙线的太阳活动周年调制 289

1．小尺度磁场不均匀结构的小角度散射模式 289

2．大尺度磁场结构的漂移传播模式 292

3．中等尺度磁场瞬变结构散射模式 293

§4.8木星电子在行星际空间中的传播 294

1．在赤道面内的情况 297

§4.9宇宙线的地磁效应 297

2．在赤道面外的情况 299

3．理论与实测比较及理论的适用条件 301

参考文献 302

第五章太阳风与行星的相互作用 306

§5.1太阳风与地磁场相互作用的观测 306

1．磁层顶的观测 306

2．弓形激波的观测 308

§5.2磁层顶的形成理论 310

1．导电平面与磁偶极子的相互作用 310

2．三维磁层顶位形的计算 311

3．计算结果与实测比较 321

§5.3太阳风在磁鞘中的绕流 324

1．大马赫数条件下气体动力学模式 324

2．激波位置和磁鞘中的流动 326

3．磁鞘磁场 328

4．解的自洽问题 328

5．理论计算与实测比较 332

§5.4弓形激波结构 335

1．无碰撞弓形激波 335

2．无碰撞等离子体中的孤立波和激波 338

3．弓形激波结构 356

§5.5 太阳风与其他行星、彗星和月球的相互作用 369

1．水星磁层和弓形激波 369

2．金星电离层和弓形激波 370

3．太阳风与火星的相互作用 373

4．木星磁层 373

5．土星磁层 377

6．彗星与太阳风的相互作用 380

7．月球的等离子体空腔 383

参考文献 385