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实验室博士后徐印在反向偶极化锋面研究中取得重要成果

磁重联过程中,随着磁场结构的重组在其前缘会形成重联锋面,随着重联出流向地球以及磁尾方向运动,因此也被称为偶极化锋面(地向)和反向偶极化锋面(尾向)。偶极化锋面和反向偶极化锋面在磁尾亚暴过程中能量的转化和输运有着重要的作用。地向的偶极化锋面在不同尺度上的特征(包括MHD,离子以及电子等尺度)已经被人们通过卫星观测和数值模拟广泛研究。然而,对于尾向运动的反向偶极化锋面,尤其是在电子尺度上的精细结构,却缺乏研究。

近期,实验室博士后徐印在符慧山教授的指导下,通过MMS卫星的观测研究了反向偶极化锋面在电子尺度上的动力学特征。该项研究发现在反向偶极化锋面上存在高速电子流,该高速电子流导致锋面上低密度区域的平行电流,而高密度区的垂直电流则由离子流贡献。反向锋面的强电场由霍尔项平衡。与地向偶极化锋面类似,离子磁冻结条件破坏而电子磁冻结。另外,离子电流导致了反向锋面上有很强的能量转化,将大量的电磁能转化为粒子能量。该研究首次提供了反向偶极化锋面在电子尺度上的动力学特征,相关成果发表于《Geophysical Research Letters》上。

图一 GRL论文截图

该工作受到了国家自然科学基金委创新群体项目的资助。

论文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2020GL092232

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