【摘 要】
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太阳是距离地球最近的恒星,太阳大气中存在很多复杂的活动现象,例如日珥、耀斑、黑子和冕雨等。本文的研究对象是冕雨。冕雨是在日冕环境中的自发形成的低温度高密度的部分电离等离子体,在色球或过渡区温度的光谱线上以分钟的时间尺度忽然出现,并沿着冕环落下,呈现出团块或细丝的形态。根据与耀斑的关系,冕雨一般可分为两类:耀斑后冕雨和宁静冕雨。此外,根据其形成的磁场结构,将宁静冕雨分为两种:一种是在双足扎根日面的闭
【基金项目】
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国家自然基金（11803031）；
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太阳是距离地球最近的恒星,太阳大气中存在很多复杂的活动现象,例如日珥、耀斑、黑子和冕雨等。本文的研究对象是冕雨。冕雨是在日冕环境中的自发形成的低温度高密度的部分电离等离子体,在色球或过渡区温度的光谱线上以分钟的时间尺度忽然出现,并沿着冕环落下,呈现出团块或细丝的形态。根据与耀斑的关系,冕雨一般可分为两类:耀斑后冕雨和宁静冕雨。此外,根据其形成的磁场结构,将宁静冕雨分为两种:一种是在双足扎根日面的闭合冕环中发生的,另一种发生在太阳宁静区和活动区的一端延伸到行星际空间的开放磁场中。本文的研究目的是模拟发生在太阳宁静区开放磁场中的冕雨,通过数值模拟研究这类冕雨的形成机制,进一步探索日冕加热机制和太阳大气质量循环过程。我们建立了二维直角坐标自适应网格数值模型,由于存在开放磁场,将顶边界设置为开放边界。通过设置光球表面垂直方向磁场强度,求解磁标势的泊松方程,最终计算磁标势的梯度得到初始磁场。使用MPI-AMRVAC程序求解磁流体力学方程组推动模型的演化。我们成功模拟出了发生在太阳宁静区开放磁场中的冕雨,得到的冕雨拓扑和动力学特征都与观测相符。发现包含开放磁场和闭合磁环的三极磁场系统在等离子体流的驱动下会持续发生磁重联,弱磁场重联对等离子体冷凝形成几乎没有影响。对开放磁场施加集中在足点附近的局部加热可以发生等离子体冷凝,与前人偶极场闭合磁环的模型有较大的差异。以磁极边缘为加热中心的加热可能是驱动等离子体冷凝的一种日冕加热机制。
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