磁流體力學波動（MHD波動，通常指阿爾芬波、快磁聲波和慢磁聲波）是空間等離子體中頻率遠低于離子回旋頻率的波動，也是主要的行星際太陽風擾動。在太陽風就地觀測中，阿爾芬波比較常見，而快/慢磁聲波則由于強的朗道阻尼相對少見。然而，一些局地激發(fā)機制的存在使得我們依然有機會在行星際太陽風中觀測到快/慢磁聲波。比如，小尺度波動和大尺度太陽風剪切流或磁場梯度結構相互作用可以產生多種MHD波動；此外，理論上認為阿爾芬波參量不穩(wěn)定性也可使得前向傳播的阿爾芬波產生后向傳播的阿爾芬波以及前向傳播的磁聲波。 

　　日球層電流片（HCS）及其附近經常伴隨的日球層等離子體片（HPS）被認為是存在豐富MHD波動的太陽風擾動結構，并且在一些個例觀測和數值模擬研究中得到了證實。比如，天氣室戴磊研究員等人曾在2014年的GRL文章中發(fā)現(xiàn)HCS穿越中存在快磁聲波。然而，統(tǒng)計研究的缺乏也使得我們難以全面了解HCS/HPS附近MHD波動的分布特性以及波模轉化。 

　　近日，中國科學院國家空間科學中心空間天氣學國家重點實驗室王赤研究員團隊的李暉研究員與李念旺博士生等合作者一起，在2016年JGR文章的基礎上繼續(xù)發(fā)展了根據頻率分析診斷MHD波動的方法，統(tǒng)計分析了Wind衛(wèi)星1995-2013年間觀測到的154個HCS事件，并通過頻率相關的判別方法檢測了HCS/HPS附近的MHD波動分布特性。他們發(fā)現(xiàn)在HCS/HPS附近MHD波動的發(fā)生率受到HPS內等離子體β值的調制：（1）當β>5時，阿爾芬波和慢磁聲波在HPS之中都明顯衰減，它們的發(fā)生率從HCS上/下游的60%與20%，分別降至HPS區(qū)域的41%和14%；（2）當1<β≤5時，阿爾芬波的發(fā)生率則幾乎保持不變。然而，穿越HCS后產生更多的慢磁聲波，其發(fā)生率從HCS上/下游的13%增加到22%；（3）當β≤1時，阿爾芬波和慢磁聲波的發(fā)生率保持在58%和20%左右。剩下的沒有明顯HPS的HCS事件統(tǒng)計結果則與低β-HPS的情況相似。經過進一步的分析，他們提出了阿爾芬波參數不穩(wěn)定性是HPS中慢磁聲波產生的原因之一，并給出了一個直接的觀測證據。 

　　該項研究首次統(tǒng)計分析了HCS附近的MHD波動的特性，發(fā)現(xiàn)了MHD波動特性與等離子β值密切相關，給出了阿爾芬波參數不穩(wěn)定性影響HPS中慢波產生的觀測證據，為我們更好的認識HCS附近MHD波動的演化分布以及波模轉換提供了新的觀測線索。本論文發(fā)表在本領域著名的學術期刊The Astrophysical Journal Letters上。 

　　文章列表及鏈接： 

　　H. Li, N. W. Li, C. Wang, S. Yao, Plasma-beta Modulated Characteristics of Magnetohydrodynamic Waves around the Heliospheric Current Sheet, 2020, ApJL, 889, 1.（https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab698f） 

圖1：HCS穿越伴隨高β-HPS事件時序疊加分析圖 左）Wind衛(wèi)星穿越事件的觀測；右）MHD波動的發(fā)生率分布 

圖2：2004年7月19日HCS穿越期間阿爾芬波參量不穩(wěn)定性的觀測線索 上）阿爾芬波和慢磁聲波在不同頻段的觀測；下）Wind衛(wèi)星對此次HCS事件的觀測 

　　（供稿：天氣室）