大尺度电流片精细演化湍流耗散研究进展
Investigation of Dissipation-diffusion on the Fine Structures of theTurbulent Current Sheets in Solar Flares/CMEs
马志阔 1付泽华 1李燕 2赵洋 3李永兵 3王武 4颜辉 5钟英 5朱伯靖6
作者信息
- 1. 中国科学院 云南天文台，昆明 650216;中国科学院 天文大科学研究中心，北京 100012;云南省太阳物理与空间目标监测重点实验室，昆明 650126;中国科学院大学 天文与空间科学学院，北京 100049
- 2. 中国科学院 云南天文台，昆明 650216;中国科学院 天文大科学研究中心，北京 100012;云南省太阳物理与空间目标监测重点实验室，昆明 650126
- 3. 中国科学院大学 地球与行星科学学院，北京 100049;中国科学院 计算地球动力学重点实验室 地球系统数值模拟与应用全国重点实验室，北京 100049
- 4. 中国科学院 计算机网络信息中心 国家超级计算中国科学院中心，北京 100083
- 5. 中山大学 国家超级计算广州中心，广州 510006
- 6. 中国科学院 云南天文台，昆明 650216;中国科学院 天文大科学研究中心，北京 100012;中国科学院 国家空间科学中心 空间天气学国家重点实验室，北京 100190;云南省太阳物理与空间目标监测重点实验室，昆明 650126;中国科学院大学 天文与空间科学学院，北京 100049
- 折叠
摘要
太阳爆发活动被普遍认为产生于电流片中的快速磁重联过程。在该过程中，三维湍流磁重联耗散区内的湍流耗散项起着至关重要的作用。为研究湍流耗散项对大尺度电流片中磁能耗散的影响，需同时考虑湍流流动属性（大尺度、宏观动力学尺度）以及湍流粒子属性（微观动理学尺度）之间的耦合精细演化过程。湍流耗散由湍流张量（包括磁场、电场、速度场、温度场、压力场等）共同作用产生，在不同尺度控制方程下的表达式各不相同，且远大于经典耗散。从理论、观测和数值模拟三个方面出发，系统梳理并展望了大尺度电流片精细演化过程中湍流粘性耗散与湍流电阻耗散的研究进展。首先，总结了典型太阳爆发事件的物理模型及触发机制，重点阐述了大尺度电流片分形模型中湍流磁场重联及湍流耗散的精细演化研究进展及应用，涵盖湍流粘性耗散与湍流电阻耗散；随后介绍了湍流耗散领域的最新研究进展；最后对未来湍流耗散研究方向和前景进行了展望，同时指出了若干亟待解决的关键问题。
Abstract
Solar ffares/CMEs, essential to understanding the energy conversion from magnetic energy to plasmasthermal, kinetic, and nonthermal energies, are the fundamental source of space weather disasters. The turbulenceinduced dissipation-diffusion under different hydro-dynamic-kinetic coupled scales by considering the turbulenceresistance-induced self-generated organization and the turbulence-viscosity-induced self-feeding-sustaining, is farmore signiffcant than classical viscosity and resistivity, generating two fully coupled mixed dissipation processes.Here, we review the turbulent viscous dissipation and turbulent resistance dissipation during the ffne-structure evolution process of fractal turbulent large temporal-spatial current sheet theoretical model from theoreyical, observational, and simulation perspective. First, we summarize various classical large temporal-spatial current sheettheoretical models and introduce their research progress and applications in turbulence-induced viscous and resistive dissipation-diffusion ffelds. Then, the latest developments in turbulent dissipation are summarized. Finally, thediscussion and outlook highlight several issues that need to be addressed urgently in the future research.关键词
大尺度分形湍流电流片/湍流粘性耗散项/湍流电阻耗散项/平均场理论Key words
large temporal-spatial turbulence fractal currentsheet/turbulence-induced visicosity dissipation-diffusion/turbulence-induced resistivity dissipation-diffusion/mean-ffeld theory引用本文复制引用
马志阔,付泽华,李燕,赵洋,李永兵,王武,颜辉,钟英,朱伯靖.大尺度电流片精细演化湍流耗散研究进展[EB/OL].(2026-01-04)[2026-01-10].https://chinaxiv.org/abs/202601.00045.学科分类
天文学
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