日地环境指南 目录

英文版序言中译本说明第1章 日地环境概论1.1 引言1.2 日地环境研究概述及研究历史1.2.1 太阳1.2.2 太阳风1.2.3 磁层一电离层一热层1.2.4 地磁和磁暴／亚暴1.2.5 极光1.2.6 行星和彗星1.2.7 宇宙线1.3 日地环境的性质1.3.1 线性波1.3.2 不稳定性1.3.3 非线性波1.3.4 湍流1.4 应用1.4.1 空间天气和空间气候1.4.2 等离子体天体物理学1.4.3 可控热核聚变1.5 结束语参考文献**部分 太阳第2章 太阳内部——径向结构、旋转、太阳活动周2.1 引言2.2 径向结构2.2.1 整体性质2.2.2 热平衡和流体静平衡2.2.3 向绝热分层过渡2.2.4 混合长理论和对流模拟2.3 日震学2.3.1 定性描述2.3.2 反演频率谱2.3.3 太阳丰度问题2.3.4 太阳内部旋转速率2.3.5 局部区域的日震学2.4 太阳活动周2.4.1 蝴蝶图2.4.2 其他类太阳恒星上的周期活动2.4.3 巨极小2.4.4 活动区和活动经度2.4.5 扭转振荡2.5 发电机理论2.5.1 感应方程2.5.2 小尺度发电机2.5.3 平均场理论2.5.4 a的数值确定2.5.5 其他效应2.6 太阳周模型2.6.1 一维模型2.6.2 各种太阳发电机方案2.6.3 非线性饱和2.6.4 发电机的位置2.7 较差自转2.7.1 较差自转的平均场理论2.7.2 湍流数值模拟给出的A效应2.7.3 子午流动与斜压项2.7.4 近表面剪切层2.7.5 磁效应2.8 结论参考文献第3章 太阳大气3.1 引言3.1.1 太阳活动3.1.2 太阳认知的革命3.1.3 近期惊人的结果3.2 磁场作用3.2.1 基本方程3.2.2 磁波3.2.3 磁重联3.3 日珥3.4 太阳耀斑3.4.1 引言3.4.2 通过磁重联方式的能量释放3.4.3 耀斑发生条件3.4.4 耀斑爆发的灾变模型和不稳定模型3.5 日冕加热3.5.1 引言3.5.2 大尺度活动区加热的数值试验3.5.3 MHD波加热3.5.4 磁重联加热3.6 结论参考文献第4章 太阳风4.1 导论4.2 日冕4.3 密度与压力的向外衰减4.4 彗星与太阳微粒辐射4.5 宇宙线变化4.6 行星际空间中的等离子体4.7 日冕的状态4.8 流体力学与磁流体力学的理论基础4.9 日冕粒子的动力学状态4.10 磁流体力学4.11 日冕的流体力学膨胀4.12 日冕温度的充分条件4.13 与通过拉伐尔喷管时流体膨胀的相似性4.14 日冕膨胀的引力抑制4.15 太阳风密度和太阳物质流失4.16 太阳风中的磁场和流束4.17 讨论参考文献第5章 日冕物质抛射5.1 引言5.2 太阳上的CME5.2.1 性质5.2.2 是什么引发了cME：观测证据5.2.3 理论思想5.3 行星际日冕物质抛射（ICME）5.3.1 在1Au处的性质5.3.2 把太阳部分与行星际部分结合起来5.4 结论与展望参考文献第6章 太阳射电发射6.1 引言6.2 射电波传播6.2.1 基础知识6.2.2 射电波的散射6.3 太阳热辐射6.3.1 微波波段6.3.2 分米一米波波段6.4 太阳射电爆发6.4.1 辐射机制6.4.2 电子束6.4.3 无碰撞激波的遥跟踪6.4.4 耀斑的后随射电辐射和大尺度湍流6.5 波和粒子的就地测量6.6 日冕物质抛射和行星际日冕物质抛射的射电特征6.6.1 耀斑／CME事件：日冕的爆出和角扩展6.6.2 CME的直接射电成像6.6.3 行星际日冕物质抛射（IcME）6.7 结论：射电观测与认识日地环境的关系参考文献第二部分 地球第7章 磁层7.1 引言7.2 磁场结构7.3 磁层电场7.4 磁层带电粒子7.5 总结参考文献第8章 电离层8.1 电离层的产生与结构8.1.1 电离过程8.1.2 初级电离层产物8.1.3 电离层结构8.2 动力学与耦合过程8.2.1 电动力学……第9章 热层第三部分 空间等离子体第10章 空间等离子体第11章 磁重联第12章 空间等离子体中的非线性过程第四部分 日地环境中的过程第13章 极光第14章 地磁暴第15章 亚暴第16章 磁层超低频波第17章 空间天气第18章 地球大气层的太阳活动周期效应第五部分 太阳系中的行星和彗星第19章 行星磁层第20章 太阳与彗星的相互作用作者简介内容索引

日地环境指南 节选

《日地环境指南》以简明扼要的形式分章讲述了与日地空间环境有关的太阳物理、空间等离子体物理以及地球磁层中的基本理论问题，讨论了极光、磁层暴、空间天气、空间气候和行星科学中的一些重要应用问题，并对各研究领域未来发展方向作了展望。《日地环境指南》可供空间科学和行星科学的研究人员参考，也可供高等院校相关专业的大学生和研究生阅读使用。

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插图：1.概述太阳风起源于太阳大气的膨胀，并形成一种电离等离子体与渗透于行星际介质中的磁场的超音速流。这一流动是太阳日冕与行星际空间压力差的结果，这个压力差驱动太阳等离子体沿径向向外，逃离太阳重力场的影响。太阳风主要由质子和电子组成，还有少量电离的氦和重离子的混合物。太阳风等离子体中有微弱磁场，在地球附近约为几个纳特，太阳风磁场近似平行于黄道面（即地球绕日旋转的轨道平面）。在1Au处，太阳风磁场与日地连线大致成45。夹角。光球向外2个太阳半径之内，太阳磁场的复杂结构变成为这种简单的经向结构。由于太阳风电导率很高，所以太阳风磁场冻结在等离子体中，向外对流传输到行星际介质之中。太阳风受到太阳活动性变化的强烈影响，并把太阳变化的影响传向行星。太阳旋转使太阳风磁力线缠绕成阿基米德螺旋线。因此，随着离太阳经向距离的增加，开始时沿径向的磁力线逐渐改变到环形方向。由于太阳自转周期是27天，所以行星际磁场图案显示出27日重现特征。太阳风除了这种重现变化特征之外，还有由激波、日冕物质抛射、耀斑等太阳活动性引起的偶现性行星际扰动。观测到的太阳风有快慢两种。快速太阳风起源于磁场开放的冕洞，其速度高达400～800km／s。在太阳极小年，慢速太阳风速度为250～400km／s，其源区位于日球磁赤道处的电流片附近；在太阳极大年，慢速太阳风起源于日冕活动区冕状流的上方，这里的磁力线是闭合的。在离太阳一定距离的地方，快速太阳风与慢速太阳风相互作用，于是在快速流与慢速流之间形成一个相互作用区。由于这些结构随太阳而旋转，所以称作共旋作用区，或CIR。

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