A theoretical framework is developed to clarify the relation between the profiles of density and temperature in the scrape off layer (SOL) with the fluctuations (filaments) that generate them. The framework is based on the dynamics of independent filaments and on their statistical behaviour and can be used to rigorously understand the mechanisms that lead to the non-exponential nature of the radial SOL profiles as well as the increase of the relative fluctuation amplitude in the far SOL. Several models for the dynamics of the filaments, which can be applied to the framework, are derived and discussed for the purpose of identifying how different assumptions lead to the emergence of features in the profiles. It is found that multiple alternative models can explain the observations, thus motivating more stringent and focused experimental analysis. In particular, radially accelerating filaments, less efficient parallel exhaust and also a statistical distribution of the velocity of the filaments can all contribute to induce flatter profiles in the far SOL. A quite general result is the resiliency of the non-exponential nature of the profiles. At the same time, several of the models discussed can also capture the increase of the relative fluctuation amplitude observed in the far SOL. It is also shown that several scenarios are compatible with the broadening of the SOL, which could be caused by charge exchange interactions with neutral particles or by a significant radial acceleration of the filaments.
スクレイプオフ層（SOL）における密度と温度のプロファイルと、それらを生成する変動（フィラメント）との関係を明らかにするための理論的枠組みを構築する。この枠組みは、独立したフィラメントの動力学とその統計的挙動に基づいており、径方向のSOLプロファイルが非指数関数的になる機構と、遠方SOLにおける相対変動振幅の増大を厳密に理解するために用いることができる。フィラメントの動力学に関するいくつかのモデルを導出し、それらを考察する。これらのモデルは、異なる仮定がプロファイルの特徴の出現にどのように結びつくかを特定することを目的としている。複数の代替モデルが観測結果を説明し得ることが判明したため、より厳密で焦点を絞った実験的解析が動機づけられる。特に、径方向に加速するフィラメント、並列排気の効率低下、およびフィラメント速度の統計的分布は、いずれも遠方SOLにおける平坦なプロファイルの形成に寄与し得る。一般的な結果として、非指数関数的プロファイルの性質は頑健であることが示される。同時に、考察したモデルのいくつかは、遠方SOLで観測される相対変動振幅の増大も再現できる。さらに、複数のシナリオがSOLの拡大と整合的であり、これは中性粒子との電荷交換相互作用またはフィラメントの顕著な径方向加速によって引き起こされ得ることも示される。