磁岛合并研究

磁岛合并研究

王晓，黄灿*

【摘要】摘要本文采用二维全粒子模拟来研究无碰撞等离子体中的磁岛合并过程.结果表明，磁岛合并分为两个阶段，在第一个阶段，两个磁岛因同向电流丝之间的吸引力而缓慢地相互靠近，在这个过程中，合并线附近的电子被面外电场加速，形成薄电流片，同时电流片两侧形成磁场堆积.第二个阶段为快速重联阶段，合并线附近的电磁场结构和以Harris电流片为初态的重联扩散区的电磁场结构很相似，其中最显著的特点为面外磁场的四极型结构.

【期刊名称】地球物理学报

【年(卷),期】2016(059)007

【总页数】6

【关键词】关键词磁重联; 磁岛; 磁岛合并; 粒子模拟

1 引言

磁重联是空间等离子体中的一个基本过程，它提供了一种将磁场能量快速地转化为等离子体动能和热能的有效机制(Vasyliunas, 1975; Wang and Lee, 1999; Biskamp, 2000; Priest and Forbes, 2000).因此，很多空间等离子体中的爆发现象都可以用磁重联来解释，如地球磁层亚暴和太阳耀斑(Masuda et al., 1994; Tsuneta et al., 1992; Cargill and Klimchuk, 1997; Nishida et al., 1978; Ge and Russell, 2006; Wesson, 1997; Angelopoulos et al., 2008).基于电阻MHD理论的磁重联模型Sweet-Parker模型由于重联率太低而无法解释实际空间等离子体中的瞬时爆发现象(Sweet, 1958; Parker, 1957; Petschek, 1964)，然而，无碰撞磁重联理论提供了一种磁场快速重联的方式.研究表明，