由于地球磁層和磁鞘等離子體和磁場環(huán)境的差異，在地球磁層頂發(fā)生的磁場重聯(lián)通常表現(xiàn)為非對稱重聯(lián)。非對稱重聯(lián)的很多特征與對稱重聯(lián)不同，其中之一即表現(xiàn)為低密度磁層一側(cè)的低混雜波。這些低混雜波是由重聯(lián)非對稱性相關(guān)的密度梯度所帶來的低混雜漂移不穩(wěn)定性，或者磁鞘離子由于有限回旋效應(yīng)進(jìn)入磁層帶來的修正雙流不穩(wěn)定性所激發(fā)。低混雜波被認(rèn)為是磁層頂三維非對稱重聯(lián)的一個(gè)基本特征，它們不但為磁場重聯(lián)提供反常電阻，也對磁鞘等離子體向磁層的擴(kuò)散輸運(yùn)具有顯著貢獻(xiàn)。最近，空間天氣學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王赤研究員團(tuán)隊(duì)成員唐斌斌副研究員，李文亞副研究員同國內(nèi)外合作者一起利用MMS衛(wèi)星在一個(gè)磁層頂非對稱引導(dǎo)場重聯(lián)事件中發(fā)現(xiàn)，低混雜波不僅可以存在與重聯(lián)的磁層一側(cè)，也可以出現(xiàn)在重聯(lián)的磁鞘一側(cè)。目前，該研究成果已在線發(fā)表于Geophysical Research Letters。

　　在非對稱引導(dǎo)場重聯(lián)中，由于Hall磁場和引導(dǎo)場的疊加，重聯(lián)一側(cè)出流區(qū)內(nèi)的磁場會(huì)顯著增強(qiáng)。為了保持壓力平衡，出流區(qū)的等離子體密度會(huì)降低，繼而在重聯(lián)的磁鞘一側(cè)形成等離子體的密度梯度（圖一）。這個(gè)密度梯度會(huì)為低混雜漂移不穩(wěn)定性提供自由能從而激發(fā)低混雜波。在實(shí)際觀測中MMS1，3和4三顆衛(wèi)星觀測到了明顯的低混雜波動(dòng)現(xiàn)象，但MMS 2衛(wèi)星并沒有觀測到明顯的低混雜波動(dòng)。這是由于等離子體密度梯度在遠(yuǎn)離重聯(lián)x線(x-line)的出流區(qū)下流會(huì)逐漸變得不明顯，低混雜波因此較難增長——這也是低混雜波在重聯(lián)磁鞘一側(cè)較少被觀測到的原因。從重聯(lián)磁鞘側(cè)壓力梯度存在性的角度來看，低混雜波在有引導(dǎo)場的磁層頂磁場重聯(lián)中應(yīng)該表現(xiàn)得更加顯著。

　　觀測到的低混雜波沿著電子運(yùn)動(dòng)方向（電子的電場漂移和梯度漂移方向相同）傳播，這與非對稱引導(dǎo)場重聯(lián)中x線的抗磁漂移方向一致。由于低混雜波的相速度大于x線的漂移速度，當(dāng)?shù)突祀s波傳播到重聯(lián)x線附近后物理過程值得進(jìn)一步關(guān)注。同時(shí)低混雜波還能夠有效引起等離子體從磁鞘到重聯(lián)出流區(qū)的擴(kuò)散輸運(yùn)，從而有助于我們深入理解重聯(lián)過程中的物質(zhì)傳輸過程。 論文鏈接

　　Citation：Tang, B.‐B.,Li, W. Y.,Graham, D. B.,Wang, C.,Khotyaintsev, Y. V.,Le, A., et al. (2020).Lower hybrid waves at the magnetosheath separatrix region.Geophysical Research Letters,47, e2020GL089880.

    （供稿：天氣室）

　　圖一：磁層頂非對稱引導(dǎo)場重聯(lián)及磁鞘側(cè)相應(yīng)的密度梯度

　　圖二：重聯(lián)磁鞘側(cè)的低混雜波觀測