日地空间物理学（第二版）上册（日球层物理）

图书标准信息

• 作者 涂传诒 著
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2020-11
• 版次 1
• ISBN 9787030660299
• 定价 468.00元
• 装帧 精装
• 开本 16开
• 页数 548页
• 字数 812千字

【内容简介】

《日地空间物理学（第二版）上册 日球层物理》系统地叙述了发生在日地空间(日球层和磁层)中的各种物理过程及其基本理论、探测结果和研究方法，《日地空间物理学（第二版）上册 日球层物理》分为上册、下册。 
  上册简要介绍日球层的主要物理过程，包括太阳大气、太阳风、行星际激波和行星际空间中的高能粒子、地球弓形激波、地球磁层形成以及太阳风与其他行星、彗星、月球以及银河风的相互作用。 
  下册介绍磁层中的主要物理过程，包括磁层等离子体和高能粒子、磁层中的波动、磁层亚暴和磁暴，以及日地相关现象和空间等离子体的理论描述。 

【目录】

目录 

再版前言 

第一版前言 

第1章 太阳大气 1 

1.1 太阳概况 1 

1.1.1 太阳结构 1 

1.1.2 太阳辐射 2 

1.1.3 太阳的能量来源及内部能量的输运 4 

1.1.4 太阳磁场 4 

1.2 光球 5 

1.2.1 光球能量的辐射传输 6 

1.2.2 吸收线 8 

1.2.3 米粒组织 9 

1.2.4 超米粒组织 9 

1.2.5 振荡 10 

1.3 色球和过渡区 11 

1.3.1 色球的辐射特征 11 

1.3.2 过渡区的辐射特征 15 

1.3.3 网络组织 19 

1.3.4 针状物 20 

1.3.5 过渡区爆发事件 21 

1.4 日冕 22 

1.4.1 日冕的电磁辐射 22 

1.4.2 日冕的密度、温度和磁场 24 

1.4.3 日冕的结构 27 

1.4.4 太阳大尺度磁场 30 

1.4.5 冕洞 31 

1.5 太阳黑子与活动区 35 

1.5.1 太阳黑子的观测特征 35 

1.5.2 太阳黑子数和太阳活动11年周期 39 

1.5.3 太阳黑子周期的理论解释 42 

1.5.4 太阳活动区及其演化 44 

1.6 太阳耀斑 48 

1.6.1 耀斑的多波段观测 49 

1.6.2 耀斑的能量积累和释放 52 

1.6.3 耀斑模型与磁重联 54 

1.6.4 耀斑加热和色球蒸发 58 

1.6.5 耀斑爆发时的射电频谱特征 60 

1.6.6 白光耀斑 61 

1.7 日珥和暗条 63 

1.7.1 日珥的多波段观测 64 

1.7.2 日珥的分类 64 

1.7.3 日珥的磁场结构 68 

1.7.4 日珥的形成机制 71 

1.8 日冕物质抛射(CME) 73 

1.8.1 CME的观测特征 73 

1.8.2 CME与耀斑、日珥爆发之间的关系 77 

1.8.3 CME产生的日冕暗化和大尺度(类)波动现象 78 

1.8.4 CME的源区及前身结构 81 

1.8.5 CME爆发模型 83 

参考文献 90 

第2章 太阳风 101 

2.1 关于太阳风的理论预测与观测证实 101 

2.1.1 从日地关系和彗星彗尾活动推测太阳风的存在 101 

2.1.2 超声速太阳风的理论预测与观测证实 102 

2.1.3 日球层顶的预测与观测证实 107 

2.1.4 行星际磁场的理论预测与观测证实 108 

2.2 太阳风在1 AU处的特性 112 

2.2.1 1 AU处太阳风的成分 112 

2.2.2 1 AU处太阳风的数密度、整体流速和温度 113 

2.2.3 1 AU处太阳风中的磁场 118 

2.3 太阳风特性的空间变化 119 

2.3.1 太阳风随日心距离的变化 120 

2.3.2 太阳风随纬度的变化 126 

2.4 太阳风特性的时间变化 134 

2.4.1 太阳风特性随卡林顿周的变化 134 

2.4.2 太阳风特性随活动周的变化 137 

2.5 慢速太阳风中的成分和结构 143 

2.5.1 盔冕流与伪冕流 143 

2.5.2 流界面与日球层电流片 147 

2.5.3 慢速太阳风的成分 149 

2.6 太阳风湍动与微观动理学过程 151 

2.6.1 湍动功率谱的轮廓、分区与能量占比 151 

2.6.2 太阳风湍动中的阿尔文波 153 

2.6.3 湍动功率谱的径向演化 158 

2.6.4 多维的湍动功率谱 164 

2.6.5 湍动中的磁流体力学波动和结构 171 

2.6.6 湍动中的动理学波动与耗散加热 175 

2.7 太阳风理论模型的发展 184 

2.7.1 太阳风的球对称经典热导供能模式 184 

2.7.2 太阳风在超径向膨胀流管中的加速 187 

2.7.3 热传导功能模式解释高速流的困难 189 

2.7.4 太阳风的阿尔文脉动串级衰减供能模式 190 

2.7.5 含日冕加热和太阳风加速的太阳风模型 193 

2.7.6 流管非径向延伸的太阳风模型 199 

2.7.7 阿尔文波衰减与耗散驱动太阳风的二维全球模型 201 

2.7.8 阿尔文波衰减耗散驱动太阳风的三维模型 203 

参考文献 210 

第3章 行星际激波与日冕物质抛射 221 

3.1 行星际空间中的磁流间断面和激波 221 

3.1.1 流体越过间断面的守恒关系 221 

3.1.2 切向间断面和接触间断面 223 

3.1.3 旋转间断面 225 

3.1.4 激波 226 

3.2 空间无碰撞等离子体激波 235 

3.2.1 亚临界激波 235 

3.2.2 超临界准垂直激波 239 

3.2.3 超临界准平行激波 252 

3.3 行星际日冕物质抛射(ICME)的观测特征 265 

3.3.1 ICME的局地太阳风及磁场特征 265 

3.3.2 磁通量绳的观测与重构 270 

3.3.3 磁云边界层 272 

3.3.4 CME/ICME的偏转 276 

3.3.5 CME/ICME的演化追踪 280 

3.4 太阳风中的相互作用区和共转激波 292 

3.4.1 太阳风中流与流的相互作用 292 

3.4.2 共转行星际激波 294 

3.4.3 共转相互作用区 296 

3.5 激波传播问题的解析分析 300 

3.5.1 爆炸激波和“活塞”激波 301 

3.5.2 激波对和相互作用区 305 

3.6 激波传播问题的数值模拟 307 

3.6.1 耀斑激波(即日冕物质抛射驱动的激波)传播的一维问题 307 

3.6.2 耀斑激波传播的二维问题 310 

3.6.3 太阳风中流与流相互作用的模拟计算 312 

3.7 行星际日冕物质抛射复杂传播过程的观测与模拟 321 

3.7.1 ICME起源与传播的模拟 321 

3.7.2 激波追赶并穿越磁云的观测与模拟 327 

3.7.3 多重磁云的观测与模拟 333 

参考文献 338 

第4章 太阳和日球层高能带电粒子 352 

4.1 带电粒子的加速机制 352 

4.1.1 费米加速 (Fermi Acceleration) 352 

4.1.2 激波加速 (Shock Acceleration) 353 

4.1.3 随机加速 (Stochastic Acceleration) 361 

4.1.4 直流电场加速 (DC Electric Field Acceleration) 362 

4.2 带电粒子的输运 364 

4.2.1 随机游走 (Random Walk) 364 

4.2.2 高能带电粒子的扩散与散射 365 

4.2.3 Parker输运方程 367 

4.2.4 行星际粒子输运模型 367 

4.3 银河宇宙线(Galactic Cosmic Rays) 371 

4.3.1 发现与早期研究 371 

4.3.2 能谱与加速机制 372 

4.3.3 在银河系中的输运 373 

4.3.4 在日球层内的输运 374 

4.3.5 调制周期 376 

4.3.6 宇宙线电子 377 

4.4 异常宇宙线(Anomalous Cosmic Rays) 379 

4.5 太阳高能粒子(Solar Energetic Particles) 382 

4.5.1 渐变型SEP 385 

4.5.2 太阳高能电子 388 

4.5.3 富含3He SEP 396 

4.6 太阳风超热粒子(Solar Wind Suprathermal Particles) 399 

4.6.1 太阳风超热离子 399 

4.6.2 太阳风超热电子 403 

4.7 能量暴粒子(Energetic Storm Particles) 408 

参考文献 412 

第5章 太阳风与地球的相互作用 417 

5.1 太阳风与地球磁层相互作用的观测 417 

5.1.1 磁层顶的观测 417 

5.1.2 弓形激波的观测 419 

5.2 磁层顶的形成理论 420 

5.2.1 镜像磁偶极子 421 

5.2.2 三维磁层顶位形的计算 422 

5.2.3 计算结果与实测比较 430 

5.3 太阳风在磁鞘中的绕流 434 

5.3.1 大马赫数条件下气体动力学模式 434 

5.3.2 激波位置和磁鞘中的流动 436 

5.3.3 磁鞘磁场 439 

5.3.4 解的自洽问题 440 

5.3.5 理论计算与实测比较 442 

5.4 弓形激波结构 444 

5.4.1 无碰撞弓形激波 444 

5.4.2 弓形激波结构 447 

参考文献 457 

第6章 太阳风与其他行星、彗星和月球的相互作用 462 

6.1 太阳风与具有内禀磁场行星相互作用(水星、木星、土星、天王星和海王星) 465 

6.1.1 水星磁层 466 

6.1.2 木星磁层 470 

6.1.3 土星磁层 476 

6.1.4 天王星和海王星磁层 480 

6.2 太阳风与非磁化行星相互作用(金星和火星) 482 

6.2.1 太阳风与金星的相互作用 484 

6.2.2 太阳风与火星的相互作用 488 

6.2.3 太阳风与泰坦的(Titan，土卫六)相互作用 493 

6.3 太阳风与彗星以及其他喷气小天体的相互作用 495 

6.3.1 彗星电离层 498 

6.3.2 太阳风与哈雷彗星相互作用 500 

6.3.3 太阳风与活跃的彗星相互作用：软 X-RAY发射 501 

6.3.4 太阳风与不活跃的彗星相互作用：低频波发射 503 

6.4 太阳风与月球相互作用 504 

参考文献 509 

第7章 太阳风与银河星际风的相互作用 513 

7.1 日球层动态扰动及其外边界的影响 514 

7.2 日球层中的拾起离子 515 

7.3 异常宇宙线加速 519 

7.4 日球层边界与能量中性原子 522 

7.5 太阳系内银河系星际介质的成分 527 

参考文献 529 

索引 530