本书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。
本书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。
样章试读
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-电离层-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
第一部分 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 α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Λ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CME
5.2.1 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-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
8.2.2 热力学
8.2.3 场向输运
8.2.4 耦合过程
8.3 观测与模拟研究
8.3.1 非相干散射雷达
8.3.2 相干散射雷达
8.3.3 模拟研究
8.4 总结
参考文献
第9章 热层
9.1 热层概要
9.2 热层动力学基础
9.2.1 湍流和重力波
9.2.2 波和风场
9.3 大气环流模式模拟
9.4 观测
9.5 极区热层动力学
9.6 结束语
参考文献
第三部分 空间等离子体
第10章 空间等离子体
10.1 等离子体特性
10.2 空间等离子体中的粒子
10.2.1 带电粒子在均匀磁场中的运动
10.2.2 粒子漂移
10.2.3 磁镜
10.2.4 粒子在偶极磁场中的运动
10.2.5 电流
10.3 等离子体的数学描述
10.4 作为磁流体(MHD)的等离子体
10.4.1 MHD方程
10.4.2 磁场的运动
10.4.3 磁流体动力学平衡
10.4.4 传输系数:电导率
10.5 空间等离子体波
10.5.1 电磁波
10.5.2 磁化等离子体的介电常数
10.5.3 静电波
10.5.4 磁流体动力学波
10.5.5 等离子体波的动力学理论
10.5.6 表面波
10.6 平衡及其稳定性
10.6.1 界面不稳定性
10.6.2 双流不稳定性
10.6.3 撕裂模不稳定性
10.7 结论
参考文献
第11章 磁重联
11.1 引言
11.2 磁层顶重联
11.2.1 开场线的形成与拓扑结构
11.2.2 磁流体力学框架下的磁层顶结构
11.2.3 磁层顶重联的直接结果
11.3 磁尾内的重联
11.3.1 磁尾重联的位置
11.3.2 重联区的结构
11.3.3 磁尾重联的结果
11.3.4 近地重联的起因
参考文献
第12章 空间等离子体中的非线性过程
12.1 引言
12.2 电磁波的受激散射
12.3 等离子体中共振三波相互作用
12.4 场向阿尔文波的参数不稳定性
12.5 动力学阿尔文波驱动的带状流动
12.6 有质动力和等离子体密度修正
12.7 调制的圆偏振色散阿尔文波
12.8 电子焦耳加热
12.9 DSAW之间的自相互作用
12.10 非线性漂移-Alfvén-Shukla-Varma模
12.11 概要和结论
参考文献
第四部分 日地环境中的过程
第13章 极光
13.1 引言
13.2 极光的地理分布
13.3 极光光谱、极光强度和能量
13.4 极光形态和结构
13.5 极光亚暴和极光暴
13.6 极光电动力学和能量粒子沉降
13.7 极光与各种太阳和地球物理现象的相关
13.8 作为等离子体源的极光
13.9 极光是一种宇宙现象
13.10 结束语
参考文献
第14章 地磁暴
14.1 引言
14.2 什么是地磁暴?
14.3 磁暴的主要特征——环电流
14.4 磁暴的太阳风起因
14.5 磁暴期间磁层的几何特性
14.5.1 极光电集流
14.5.2 极光卵
14.5.3 驻点距离
14.5.4 稳定的捕获边界
14.6 磁层中的暴时磁场和暴时电场
14.6.1 电流的空间分布
14.6.2 不同电流体系对Dst的贡献
14.6.3 磁层中的暴时电场
14.7 关于磁暴动力学未解决问题的讨论
14.7.1 太阳风参数对Dst的影响
14.7.2 亚暴膨胀相对Dst的影响
14.7.3 是什么引起暴时极光卵的赤道向漂移?
14.7.4 为什么IMF南向分量会影响Dst?
14.8 总结
参考文献
第15章 亚暴
15.1 观测
15.1.1 历史回顾
15.1.2 亚暴概念演化的观测基础:卫星时代以前
15.1.3 亚暴概念演化的观测基础:卫星时代
15.1.4 太阳风是亚暴的驱动源
15.1.5 亚暴的光学演化和磁场演化:个例研究
15.2 认识亚暴的物理模型
15.2.1 近地中性线模型(NENL)
15.2.2 近地电流中断模型(NECD)
15.2.3 边界层动力学模型(BLD)
15.3 结束语
参考文献
第16章 磁层超低频波
16.1 引言
16.2 磁流体波线性理论
16.2.1 均匀场
16.2.2 偶极场
16.3 地磁脉动的源
16.3.1 上游波
16.3.2 开尔文-赫姆霍兹不稳定性(KHI)
16.3.3 离子回旋不稳定性
16.4 电离层效应和磁力线本征周期
16.5 磁力线共振
16.6 空腔共振
16.7 低频脉动
16.8 中频脉动
16.9 磁力线共振及其磁层诊断
16.10 空腔/波导模
16.11 高频脉动
16.12 不规则脉动
16.13 结论
参考文献
第17章 空间天气
17.1 引言
17.2 早期技术:电报与无线电
17.3 电器技术的发展
17.4 太空时代与空间天气
17.4.1 电离层与大地电流
17.4.2 电离层与无线电
17.4.3 太阳射电噪声
17.4.4 空间辐射效应
17.4.5 磁场变化
17.4.6 微流星体(和空间碎片)
17.4.7 大气层:低轨飞行器的阻力
17.4.8 大气水蒸气
17.5 政策问题
17.6 总结
参考文献
第18章 地球大气层的太阳活动周期效应
18.1 引言
18.2 数据与方法
18.3 平流层的变化
18.4 11年太阳黑子周对平流层的影响
18.4.1 北半球冬季期间的平流层
18.4.2 北半球夏季期间的平流层
18.5 对流层中的太阳活动信号
18.6 QBO与太阳之间的关系
18.7 模式与机理
18.8 总结
参考文献
第五部分 太阳系中的行星和彗星
第19章 行星磁层
19.1 引言
19.2 控制磁层位形及其动力学的参数
19.2.1 流动等离子体的特性
19.2.2 行星或卫星的特性
19.2.3 控制磁层尺度和动力学的无量纲比值
19.3 浏览行星磁层
19.3.1 袖珍磁层
19.3.2 快速旋转行星的巨大磁层
19.3.3 未归类的磁层
19.3.4 火星:一个特殊的行星
19.4 总结:对地球的某些启示
参考文献
第20章 太阳与彗星的相互作用
20.1 引言
20.2 彗星储库
20.3 彗核的特性
20.4 与太阳辐射的相互作用
20.5 与太阳风的相互作用
20.6 作为太阳风探测器的彗星
参考文献
作者简介
内容索引
京公网安备 11010102004214号