科研进展

2022科研进展

  • 31
    2022-12
    行星际日冕物质抛射期间的磁层软 X 射线辐射研究进展
    太阳风电荷交换(Solar Wind Charge Exchange,简称SWCX)是指太阳风中高价态的离子(C、N、O等)和中性成分(地球空间中主要是中性H)发生碰撞,获得一个电子进入激发态,随后在回到基态的过程中释放出软X射线波段的光子。地球磁层的SWCX软X射线辐射主要发生在日侧的磁鞘和极尖区,因此利用软X射线观测技术,可以对磁层X射线辐射特性及太阳风-磁层耦合特性进行深入认知。日冕物质抛射(Coronal Mass Ejection, 简称CME)是太阳系内规模最大, ...
  • 31
    2022-12
    由磁层X射线二维图像反演三维磁层顶的“工具箱”
    人类赖以生存的空间被地球内禀磁场形成的磁层保护着,磁层的外边界称为磁层顶。近些年,研究人员发现磁层顶附近区域在软X射线波段是明亮的。软X射线的辐射机制是太阳风电荷交换(Solar Wind Charge Exchange,简称SWCX)过程,即太阳风中高价重离子和地球大气逃逸的中性成分发生碰撞,由激发态向基态跃迁的过程中发出光子。因此,太阳风能到达的区域就会辐射X射线,而X射线波段明亮和黑暗的交界线就是太阳风发生绕流的边界,即磁层顶。基于此,中国科学院和欧空局联合提出了太阳风 ...
  • 30
    2022-12
    实验室人员在高层大气被动光学风场探测设备原始图像模拟与校正方面取得进展
    成果简介:空间外差光谱干涉技术具有大视场、超高分辨率、高通量、无动镜、工艺简单和重量轻、尺寸小的特点,具有传统光学仪器无可比拟的优势和应用前景,近年来发展十分迅速,我国科研人员紧跟技术发展前沿,对空间外差光谱干涉技术进行了深入的研究。多普勒非对称空间外差干涉仪是在空间外差光谱干涉技术原理的基础上进一步改进而成的迈克尔逊型干涉仪,可通过探测大气辐射谱线形成干涉条纹图像并提取其中隐藏的Doppler频移信息实现中高层大气风场的提取。由于部件的制造缺陷、装配误差、光学畸变、机械形变 ...
  • 28
    2022-12
    实验室人员受邀在Reviews of Modern Plasma Physics上发表磁场重联综述文章
    磁场重联是空间天气重要的基本过程。基于磁流体中电阻率(resistivity)设定, 磁场重联研究产生了Sweet-Parker,Petschek等经典模型。但在无碰撞等离子视角里, 碰撞导致的电阻率可以忽略,磁场重联的发生不依赖于电阻率, 而是取决于微观动理学尺度的非碰撞过程。无碰撞磁场重联的观测和数值模拟研究取得了大量进展, 但还未形成Petschek类型的模型。近日,受国际期刊Reviews of Modern Plasma Physics的邀请,我实验室戴磊研究员、王 ...
  • 20
    2022-12
    实验室研究人员对磁层顶日下点运动建模取得进展
    磁层顶是地球磁层的最外层边界,是太阳风物质能量进入地球空间的重要区域。对于磁层顶形态特征的研究长久以来都是研究者们关注的重点,但现有的磁层顶位型的经验模型只适用于准稳态磁层,在描述磁层顶随时间变化方面存在不足。为了克服前人模型的局限性,实验室王赤院士团队的徐秋予研究生与唐斌斌研究员,孙天然研究员等建立了在行星际磁场北转南条件下磁层顶日下点的运动模型。这一模型是基于磁场重联侵蚀磁层顶这一物理图像建立的解析模型(图1)。我们可以通过线性和非线性近似而将该模型应用于实际:线性近似使 ...
  • 13
    2022-12
    实验室等科研人员利用嫦娥五号月壤揭示月表中纬度高含量的太阳风成因水
    月表水的来源与分布一直是国际上争论和研究的热点问题。近年来,遥感光谱探测数据发现,月表水(OH/H2O)的含量可能与纬度存在正相关,指示月表水是由太阳风发射的H离子高速注入月球表面形成的(图1)。最新的研究表明,月表水的日变化可能也很显著,暗示月表水有较高的丢失率。然而,遥感探测并不能识别水的来源,也无法得知水含量从表面向下的分布情况。因此,针对月表水的含量、成因和空间分布这些重要科学问题,实验室和中科院地质与地球物理研究所联合团队对嫦娥五号月壤样品开展了实验研究。联合团队利 ...
  • 10
    2022-12
    实验室科研人员首次观测到罗斯比波的二次谐波产生现象
    罗斯比波又称行星波,是在旋转流体中以科里奥利力为回复力沿纬向传播的横波。其基本原理如图1所示。罗斯比波的时空尺度极长。其波长与载波流体的尺度相当,波动周期比载波流体的旋转周期长。相关探测需要在长时间段内对来自多个经度扇区的载波流体进行连续和同步的监测。此外,罗斯比波的耗散性和瞬态性让相关探测更具挑战性。这些困难使得罗斯比波成为近地空间中为数不多的在理论上先被预测之后才被观测到的现象之一。 罗斯比波在塑造地球、太阳和其他天体的大气、海洋和等离子体的天气和气候方面发挥着重要作用。 ...
  • 07
    2022-12
    实验室科研人员揭示太阳大气磁场重联分布特征并给出重联导致暗条分裂的明确证据
    磁场重联是改变磁场拓扑结构并将磁场能量转化为等离子体能量的过程,该过程广泛存在于实验室等离子体物理、空间物理和天体物理现象中。在太阳大气中,磁场重联可以引起太阳爆发、加速能量粒子、加热日冕等,是太阳活动的重要驱动过程。双向出流是磁场重联的重要特征之一。目前只在太阳大气的小区域(若干角秒)内观测到重联双向出流的多普勒效应。在这些观测到重联出流多普勒频移的小尺度磁场重联现象中,有的与驱动小尺度喷流有关,有的与加热小规模光球等离子体有关。由于缺乏覆盖大区域的光谱观测,目前我们并不清 ...
  • 14
    2022-11
    我国首台国产量子磁力仪实现全球磁场测量
    我国首台国产量子磁力仪载荷,即“CPT原子磁场精密测量系统”2022年7月27日搭载中科院微小卫星创新研究院空间新技术试验卫星(SATech-01)成功发射后,2022年11月7日无磁伸展臂在轨成功展开,载荷进入在轨长期工作阶段,目前已经获得有效探测数据,我国自主研发的量子磁力仪首次实现全球磁场测量,为我国量子磁力仪的空间应用开创了先河。国产量子磁力仪首次全球磁场勘测图(中科院国家空间科学中心太阳活动与空间天气重点实验室供图)CPT原子磁场精密测量系统由CPT原子/量子磁力仪 ...
  • 02
    2022-11
    实验室研究人员热层中性大气温度反演的研究取得进展
    逃逸层温度是高层大气的一个重要物理量,它对高层大气的研究和模式的改进都有着重要的意义。目前逃逸层中性大气温度很难探测,数据匮乏。以前的研究主要通过其他参数如中性和等离子体参数来反演逃逸层温度,其结果都在很大程度上依赖于模式信息。为了减少反演结果对模式的依赖,太阳活动与空间天气国家重点实验室中高层大气研究团队的林莹鋆博士研究生和徐寄遥研究员等人与荷兰代尔夫特理工大学Jose van den IJssel教授合作提出了一种新的反演方法,在大气静力平衡假设下,充分利用Swarm系列 ...