基于金星快车磁场数据对金星磁鞘边界层湍动的研究

Venus is a typical planet without intrinsic magnetic field, forming an induced magnetosphere and magnetosheath in interaction with the solar wind. The magnetosheath boundary layers of Venus play an important role in the interaction between solar wind and Venus. It is of great significance for the thorough understanding of Venus space environment to study the dynamics and energy transfer at the Venusian magnetosheath boundary layers. In this project, the magnetic field data of Venus Express are used to study the magnetohydrodynamic and kinetic turbulence near the Venusian magnetopause and the bow shock, so as to obtain the occurrence and distribution characteristics of the magnetosheath boundary layer turbulence under different solar activities and interplanetary magnetic fields, elucidate the source and propagation of the magnetosheath boundary layer turbulence, discuss the effects of different scales turbulence in the energy transfer process near the magnetosheath boundary layers of Venus, and compare with the turbulent characteristics near the magnetosheath boundary layer of earth, Mars and other planets. The results of this project will help us to further understand the energy transfer in the space environment of Venus and provide a key reference for the study of the interaction between solar wind and Venus.

金星是典型的无内禀磁场行星，在与太阳风的相互作用下形成感应磁层和磁鞘。金星磁鞘边界层在太阳风与金星相互作用过程中占据重要地位。研究金星磁鞘边界层动力学和能量传输过程，对深入认识金星空间环境具有重要意义。本项目拟利用金星快车磁场数据，研究金星舷激波和磁层顶附近磁流体力学及动力学尺度的湍动，获取金星磁鞘边界层湍动在不同的太阳活动和行星际磁场条件下的发生率和分布特征；阐明金星磁鞘边界层湍动的起源和传播演化特征；探讨不同尺度的湍动在金星磁鞘边界层的能量传输过程中的作用，并与地球、火星等其他行星磁鞘边界层附近的湍动特征进行对比。本项目的研究结果将有助于我们深入理解能量在金星空间环境中的传输，为太阳风与金星相互作用的研究提供关键参考。

金星是地球的姐妹行星，但由于没有全球内禀磁场而形成了与地球大相径庭的空间环境。太阳风与金星空间的能量交互一直是行星科学领域最关心的问题之一。作为太阳风与金星空间的边界，金星舷激波及其上下游区域是研究这一问题的关键。磁场湍动在这些区域传播演化，往往伴随着能量的注入、串级和耗散，为这一问题的研究提供一个很好的视角。本项目基于金星快车磁场探测数据，观测研究金星舷激波等磁鞘边界层附近磁场湍动的形成、分布、传播和演化特征，阐明太阳风与金星空间之间的能量传输过程，及其与太阳活动和行星际磁场等因素的关系，分析边界层磁流体力学和动力学湍动特征的差异及其在能量传输过程中的作用。研究发现舷激波附近湍动的分布具有明显的日夜差异，表明金星舷激波的不同区域存在不同的能量注入过程；发现磁流体力学湍动相关的能量串级出现在磁鞘边界层，而在磁鞘和感应磁层中广泛存在着动力学湍动相关的磁能耗散；发现金星舷激波上下游湍动演化与激波类型紧密相关，平行激波对太阳风与金星的相互作用中的能量注入和耗散起着重要作用。本项目的研究结果加深了我们对金星代表的无内禀磁场行星的认识，为进一步揭示太阳风与无内禀磁场行星相互作用提供关键参考。