超级磁暴期间，极光椭圆通常会向低纬大幅扩展，甚至在中低纬度地区形成壮观的极光。然而，究竟是什么物理过程控制了这种极光的大幅向赤道扩展，长期以来学界仍缺乏直接的观测证据。以往的研究常基于“扩张-收缩极盖”（ECPC）框架，关注极盖边界的变化，但极光赤道向边界的控制机制仍不清晰。厘清这一机制，对于理解太阳风-磁层-电离层跨尺度耦合过程，以及评估极端空间天气事件的影响至关重要。 近日，中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气全国重点实验室王彤辉博士生、戴磊研究员等人，综合利用多 ...

中尺度行进式电离层扰动（MSTIDs）是电离层F区等离子体密度的波状扰动，水平波长数百公里，周期从数十分钟到几十分钟不等，会显著影响跨电离层无线电通信、卫星导航定位等。白天MSTIDs通常被认为由低中层大气向上传播的重力波驱动，但其具体起源至今仍不清楚。中国双子极光雷达网（CN-DARN）由部署在中国北部的三对高频相干散射雷达组成，覆盖亚洲中高纬地区。该网络能提供连续、高分辨率的MSTIDs观测，并与其他圈层探测数据结合，实现从平流层到电离层的直接观测分析。 近日，中国科学院 ...

高频（HF）无线电波一般指3—30 MHz频段电磁波，可经电离层折射在地面与电离层之间多次跳跃传播，广泛用于民用无线电、海上通信和军事通信等领域。短波中断事件（Shortwave Fadeout, SWF）是由太阳耀斑、极盖吸收、电离层负暴等引起的短波通信故障：电离层吸收增强或最高可用频率降低，会使高频信号迅速减弱，严重时完全中断。现有研究多局限于仅受耀斑影响的中断事件，对复杂空间天气背景下的短波中断仍缺少观测分析。子午工程中国双子极光雷达网（CN-DARN）工作于短波波段， ...

高速太阳风流（High-speed Solar Wind Streams, HSSs）是驱动地球磁层长期扰动的重要太阳风结构，可引起外辐射带电子通量显著变化。在HSS作用期间，辐射带电子同时受到粒子输运、波粒相互作用以及损失过程的共同影响，其演化机制复杂。磁层对流既可以改变等离子体和高能电子的径向输运，也能够通过调制哨声模合声波活动影响电子加速。然而，磁层对流如何组织HSS期间等离子体层、合声波与不同能量辐射带电子的协同演化，仍缺乏系统的直接观测研究。针对这一问题，中国科学院 ...

活动区、冕洞和暗条等太阳结构的准确识别，是认识太阳活动演化和开展空间天气预报的重要基础。国内外天地基监测设备长期积累了多源、多波段的太阳观测数据，我国自主观测设备的数据也在快速积累。将这些观测（尤其是我国持续积累的自主观测数据）统一组织、规范起来，建立可靠的太阳结构标注、活动区物理参数及耀斑事件标签，才能真正释放其预报应用价值。围绕这一需求，中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气全国重点实验室预报中心团队构建了太阳活动态势感知与耀斑预报数据集（Solar Situati ...

高速太阳风遇到行星时，通常会在行星上游形成弓激波。太阳风在此偏转、加热并减速进入磁鞘。在传统认识中，磁鞘是太阳风流由“高速”向“低速”转变的区域。然而，在某些太阳风条件下，已经减速的太阳风离子却在磁鞘中再次加速，速度甚至可超过上游太阳风速度。这种“大尺度再加速”现象此前仅在地球上被观测到。不同于地球，火星没有全球性的内禀磁场，太阳风在磁鞘区域是否也有类似的再加速现象，仍然是未解之谜。中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气全国重点实验室太阳系探测研究团队，综合利用火星大气 ...

qqq电离层是连接地球系统与近地空间的重要纽带，既是全球卫星导航、无线电通信和精密授时等空间信息应用的重要环境，也是探测地球不同圈层相互作用的重要窗口。电离层总电子含量（Total Electron Content，TEC）同时受到太阳辐射、地磁活动、季节变化、区域背景结构以及多类型扰动源的共同影响。如何准确刻画背景变化、可靠识别地震、磁暴和火箭发射等关键圈层显著活动引起的电离层响应，并进一步约束其物理过程和可预测性，是空间物理与地球系统科学中的重要问题。围绕上述问题，中国科 ...

近日，中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气全国重点实验室（以下简称天气室）日冕行星际研究团队围绕日冕磁场源表面几何参数的确定问题开展研究，从自由边界问题和形状优化角度分析了势场源表面模型（Potential Field Source Surface，PFSS）模型的正、逆问题，并结合Parker Solar Probe（PSP）卫星近太阳原位观测，构建了源表面半径优化算法。研究进一步利用Advanced Composition Explorer（ACE）卫星观测进行独 ...

太阳风电子速度分布函数（eVDFs）由低能的麦克斯韦核（core）、各向同性的超热晕（halo）和高度场向的超热束流（strahl）等构成。观测表明，strahl随着日心距离的增加逐渐展宽并转化为halo，最有可能的机制是超热电子与哨声波（whistler wave）的波粒相互作用。近年来，描述太阳风中低频湍流输运的（近）不可压缩磁流体力学湍流输运模型得到了广泛发展，并成功通过了帕克太阳探测器等卫星观测的验证。但与电子动理学输运模型之间缺乏自洽的连接。针对上述瓶颈，实验室日冕 ...

布鲁尔—多布森环流（BDC）驱动热带空气上升、极区空气下沉，决定全球臭氧与水汽分布，是平流层物质输运的核心过程。然而极区平流层下沉速度极慢，直接测量极为困难。太阳质子事件（SPE）作为能量最强的高能粒子沉降过程，进入大气后可催化破坏臭氧。极夜条件下臭氧光化学寿命长达数月，其损耗痕迹因而成为追踪动力过程的理想示踪剂。前期工作中，王赤院士团队的李晖研究员与博士生李雅轩等已系统揭示了SPE对北极平流层极涡的增强效应，定量给出了极涡风速增幅的高度分布特征，证实太阳高能质子通量与极涡增 ...