亚极光区极化流（Subauroral Polarization Stream, SAPS）是存在于地球亚极光区（极光卵赤道侧）的高速等离子体流动，是磁层-电离层系统耦合作用的主要表现之一，其活动特征与空间天气扰动（如磁暴、亚暴）密切相关，对航天器轨道、卫星通信等关键领域影响显著。 亚极光极化流（SAPS）的研究始于 20 世纪 70 年代，目前学界对两类 SAPS 的认知呈现 “昏侧研究深入、晨侧探索有限” 的特点：从昏侧 SAPS 来看，作为最早被发现、观测数据最丰富的类型 ...

中尺度电离层行进式扰动（MSTIDs）是电离层中一种典型的空间天气现象，表现为电子密度在空间上的准周期性波动。该类现象通常由低层大气波动上传、高能粒子注入、电动力学过程等多种机制共同作用引发，对无线电通信、卫星导航定位等系统具有显著影响，因此一直是空间物理和电离层研究的热点问题。近年来，随着子午工程二期中国双子极光雷达网（CN-DARN）的建成和运行，我国在中纬度地区电离层探测能力显著提升。该雷达网与日本北海道的雷达设备协同观测，为研究MSTIDs在亚洲地区的传播特性及其物理 ...

火星稀薄的大气层和逐渐的水分流失可能是由它与太阳风的相互作用导致的。火星历史上或许和地球一样覆盖着海洋，然而因为没有全球偶极磁场的保护，火星电离层与太阳风直接发生相互作用，使得大气中的水能够以氢、氧离子的形式逃逸到太空，这种机制称为离子逃逸。离子逃逸对火星大气损失以及宜居性演化具有不可忽视的作用，探测火星离子逃逸亦是我国“天问一号”卫星任务的科学目标之一。当前，火星上氢离子向太空的损失有多种机制，不同离子逃逸机制的相对重要性尚未完全清楚，此外，关于氢离子逃逸与总氢损失的比例仍 ...

日冕物质抛射(CME)是从太阳抛入行星际空间的大尺度等离子体团，是太阳系内最大尺度的能量释放活动，也是灾害性空间天气的主要驱动源。当CME到达地球时，会对地面以及太空的设施造成损坏，产生大量经济损失。因此，了解CME在日冕以及行星际的传播过程，研究其动力学特征，以避免CME带来的灾害性影响，是空间物理和空间天气领域关注的重要课题。SOHO卫星上搭载的LASCO日冕仪在过去的20年里提供了大量CME的观测数据。基于这些数据，NASA CDAW数据中心的研究人员手工整理 ...

水在太阳系形成和演化过程中发挥了关键作用，同时也是重要的地外资源，因此成为国际深空探测和研究的焦点。月球水的来源、迁移和分布特征一直是月球研究的热点，也是我国嫦娥七号任务的重要科学目标。与地球不同，月球表面缺少全球性磁场及浓密大气保护，来自周围空间的各种辐射粒子可以直接打到月表。近年来的地面实验和卫星观测都表明，太阳风质子打入月壤后，可以与月壤中的氧化物结合产生羟基或水，从而成为当前月表水的主要来源。因此，太阳风成因水的赋存状态及迁移规律成为当前月表水研究的主要科学问题。由M ...

太阳风湍流长期以来都是太阳物理领域的研究热点，研究湍流各向异性对于理解日球层高能粒子的传播过程至关重要。早期1 au处的观测表明，快、慢太阳风的湍流各向异性之间存在显著差异。这一发现引出了一个关键问题：近地太阳风之间湍流特征的差异究竟是源自太阳表面早已形成的原始特征，还是由于日地传播过程中湍流的动态演化？作为历史上第一个进入太阳大气观测的航天器，帕克太阳探测器（Parker Solar Probe，简称“PSP”）的观测有望为解答这一问题提供新的证据。中国科学院国家空间科学中 ...

磁暴期间，太阳风和磁层能量注入高层大气。这些能量通过热传导、环流和波动等过程在全球范围内重新分配，进而影响大气温度、密度和化学成分等大气参数的全球分布。低热层作为中层大气与高层大气的过渡区域，不仅承受来自上方的太阳辐射和磁层能量注入，还受到来自下层大气上传波动的影响，成为上下层耦合的关键区域。然而，由于观测的困难，对110公里-200多公里的低热层大气温度和密度的观测研究几乎处于空白状态，这一区域被称为 “thermospheric gap”。2022年2月初的中等磁暴造成3 ...

火星南部的第勒纳台地（Tyrrhena Terra）区域因其复杂的地质演化历史和丰富的早期水蚀变记录，成为研究火星早期水活动和宜居性的理想窗口。中国科学院国家空间科学中心天气室研究人员联合国内外相关学者系统分析了第勒纳区域含水矿物的分布特征，首次揭示了该区域表面“源到汇”的地质过程，发现火星早期历史中可能存在多个时期持续时间较长的水蚀变过程，为理解火星早期水环境演化提供了重要新证据。1、丰富的含水矿物“宝库”：火星快车（Mars Express）的OMEGA光谱仪和火星侦察轨 ...

氢原子（H）在中间层顶区域的光化学过程和能量收支中扮演着至关重要的角色。它主要由水汽光解产生，并与臭氧（O3）发生放热反应，生成激发态OH*分子，产生气辉并释放大量能量。该过程是中间层顶区域最重要的化学加热机制之一。然而，由于氢原子密度极低且缺乏永久偶极矩，其直接探测极为困难。迄今为止，全球仅有一次火箭原位测量结果。目前关于氢原子的研究主要依赖于利用OH气辉辐射进行间接反演，但不同卫星仪器和模型反演得到的数据产品之间差异可达30%以上，因此迫切需要新的可靠数据进行交叉验证和对 ...

近日，我实验室在磁层对流及其对应地磁指数响应机制方面取得重要研究进展。该成果由王赤院士团队博士研究生王旭、戴磊研究员等人完成，基于范艾伦辐射带探测器（Van Allen Probes）对磁层对流电场的直接观测，首次从统计上证实了在高速太阳风条件下，磁层对流电场对地磁活动指数（Kp、AU、Dst）的决定性作用。相关成果已发表在国际期刊 Space Weather 上。磁层对流是太阳风能量向地球空间传输的关键通道，其强度与结构直接决定着空间电流体系的演化，进而影响地磁指数的变化。 ...