空间中心科研人员发现行星际阿尔芬波对太阳风磁力线回转的调制作用

磁力线回转（switchback）是太阳风中磁力线扭曲形成的“S”型的磁场结构，在太阳风中广泛分布，对太阳风的演化过程可能发挥着重要作用。关于switchback的起源机制，现有理论主要分为两大类：一类是太阳表面小尺度高能事件，如交换磁重联和日冕喷流；另一类是太阳风中的局地过程，如膨胀的阿尔芬波与湍流、速度剪切和磁力线足点移动。此前研究表明，越靠近太阳，switchback的发生率和偏转程度并不一定越高，这表明局地产生机制在其中发挥重要作用，但具体是哪一种机制一直未有定论。

近日，空间中心太阳活动与空间天气全国重点实验室王赤院士团队的李晖研究员与博士生戴凡倬通过识别1994-2024年间WIND卫星在太阳风中观测到的switchback，详细分析了switchback与周围环境的差异以及太阳风条件对其发生率和偏转程度的影响发现：（1）switchback是嵌入阿尔芬波中的结构，与周围太阳风阿尔芬性和等离子体参数没有明显差异，平均等离子体β值较低而不易导致阿尔芬波耗散；（2）switchback在大振幅阿尔芬波期间集中出现，同时阿尔芬波片段越长，switchback发生率越高，呈现出集群分布特性；（3）高速流中switchback的发生率高于速度剪切效应更强且磁力线足点移动更频繁的上升沿和下降沿，意味着速度剪切和磁力线足点移动并非主要机制；（4）因为磁压缩性较强而被排除的潜在事件具有较高的β值，同时阿尔芬波较周围出现明显衰减，可能是参数增长率不稳定性导致阿尔芬波耗散的产物。

该项研究揭示了switchback现象与大振幅阿尔芬波之间的紧密联系，表明理解阿尔芬波在太阳风中的演化过程和动力学特征对理解switchback产生机制具有重要意义。本论文发表在本领域学术期刊The Astrophysical Journal Letters上。 

文章链接：Li, H.*, Dai, F., Wang, C.,  Jiang, W., & Li, H., Contribution of Alfvénic Waves on the Formation and Deflection of Switchbacks: Insights from Two Decades of WIND Spacecraft Data, 2025, ApjL, 984, L4.（Contribution of Alfvénic Waves on the Formation and Deflection of Switchbacks: Insights from Two Decades of WIND Spacecraft Data - IOPscience） 

图一，switchback与周围太阳风的阿尔芬特性及等离子体参数对比。

图二， switchback发生率及最大偏转程度与阿尔芬波纯度及振幅的关系。

图三，高速流期间switchback发生率更大且最大偏转程度更强。

（供稿：天气室）