磁尾等离子体片区氧离子丰度对离子剪切流的开尔文-赫姆霍茨不稳定性的影响  

KELVIN-HELMHOLTZ INSTABILITIES DRIVEN BY SHEARED ION FLOWS IN THE PLASMA SHEET OF THE GEOMAGNETIC TAIL IN THE PRESENCE OF OXYGEN IONS

作　　者：路立[1] 刘振兴[1] 李中元[1] 曹晋滨[1] 

机构地区：[1]中国科学院空间科学与应用研究中心空间天气研究开放试验室,北京,100080 中国科学院空间科学与应用研究中心空间天气研究开放试验室,北京,100080 中国科学技术大学地球和空间科学系,合肥,230026 中国科学院空间科学与应用研究中心空间天气研究开放试验室,北京,100080

出　　处：《地球物理学报》2001年第z1期1-7,共7页Chinese Journal of Geophysics

基　　金：国家自然科学基金资助项目(49834040,40025413).

摘　　要：考虑等离子体片区存在源于电离层的氧离子,研究了离子剪切流在低频表面波扰动情况下的开尔文-赫姆霍茨(K-H)不稳定性.在氧离子流与质子流具有近似相同的宏观流速假定下,采用磁流体力学(MHD)近似,并且考虑在磁场方程中保留速度场涡量项,推导出沿磁场方向传播的表面波线性扰动的色散关系.在等离子体片边界层区,发现随着氧离子相对丰度的增加,产生K-H不稳定性的最大临界扰动波长可增大到20RE(地球半径).对于给定的氧离子丰度,临界剪切相对扰动波长的变化存在一个最小值.氧离子丰度越高,最小临界剪切值越小,对应的扰动波长(称最不稳定波长)也越长.高氧离子丰度的不稳定性增长率随速度剪切增加而增加,快于低氧离子丰度.不稳定性增长率随速度剪切增加的最大饱和值接近对应的离子回旋频率.在地磁活动期间,由等离子体片中氧离子丰度增加而增大的沿磁场传播的表面波不稳定性对于理解低频磁脉动事件和磁层亚暴过程也有着十分重要的意义.

关 键 词：等离子体片边界层 氧离子丰度 临界剪切. 

分 类 号：P142[天文地球—天体物理]