大尺度行进大气扰动（LSTAD）和电离层扰动（LSTID）是大气重力波分别作用于热层中性成分和电离层等离子体的两种观测形态，通常由暴时快速变化的极区焦耳加热激发，是追踪太阳风能量注入热层-电离层系统后传播与耗散的关键载体之一。然而，热层中性观测面临卫星覆盖稀疏、探测困难等瓶颈，LSTAD观测水平远落后于LSTID，二者缺乏连续、同步的全球观测，使得LSTAD与LSTID的对比研究长期依赖数值模拟，亟需观测证据。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中 ...

日侧磁层顶磁场重联是太阳风能量、质量和动量向地球空间输运的主要途径之一，是太阳风-磁层-电离层耦合系统中的核心等离子体物理过程，与地磁暴、亚暴等地磁活动密切相关。该磁场重联过程形成太阳风能量和粒子进入地球空间的通道，在极区高层大气形成极光等、驱动大尺度磁层对流（Dungey循环）。该磁场重联具有间歇性、局部性的特征，会产生通量传输事件，学界已探明该类事件可引发多种电离层响应，例如极向运动极光结构、极向运动雷达极光结构、极向运动等离子体浓度增强以及脉冲式电离层流等。理论预言，该 ...

无碰撞激波是空间物理和天体物理中高能粒子加速的重要源区。地球等行星弓激波下游（即磁鞘）形成的跨尺度瞬态结构，以及与之相关的能量转化和粒子加速机制，是空间等离子体物理研究中的一个基本物理问题。鞘区高速流（High speed jet）是地球等行星弓激波下游常见的瞬态结构，它们通常表现出高于背景磁鞘的动压。其动压可接近上游太阳风动压值，并压缩前沿磁鞘背景等离子体而驱动弓形波。他们携带的大量能量与动量能够通过压缩磁层顶，而引发多种对地效应，从而影响太阳风-磁层-电离层耦合系统中的能 ...

日冕物质抛射（Coronal Mass Ejection，CME）是太阳大气中最剧烈的爆发现象之一，能够将大量携带强磁场的等离子体高速抛入行星际空间。当这些等离子体云传播至地球附近时，可能导致卫星异常、通信中断等。因此。实现CME的快速、准确和自动化监测，对于提升空间天气预报能力具有重要意义。然而，CME通常具有边界模糊、结构弥散、形态变化剧烈等特点。现有深度学习方法大多依赖像素级人工标注数据进行训练，而构建这类数据集需要研究人员勾画CME区域并筛除错误图像，耗时费力，成为制 ...

地磁暴是空间天气中危害最大的现象之一，Dst指数作为衡量地磁暴强度的核心指标，其准确预报对于电网、卫星导航等基础设施的安全运行至关重要。随着全球磁层磁流体力学（GMHD）模型在空间天气业务化应用的开展，相关的Dst指数预报逐步得到应用和发展。与现有经验预报方法相比，GMHD模型能够模拟磁层大尺度电流系统，基于太阳风观测数据的边界输入，理论上模型能够从物理上描述Dst指数的发展变化过程。然而，受限于MHD理论，GMHD模型尚无法对环电流粒子漂移过程进行物理描述，因此实际模拟得到 ...

“太空台风”是由空间中心张清和、王赤研究员等首次在地球极区电离层与磁层发现并命名的类似台风的新现象。太空台风伴随有巨型台风气旋状的极光亮斑结构、等离子体对流涡旋和速度为零的“台风眼”、强沉降电子“雨”、电子温度上升和离子上行等典型特征。后续系列研究揭示了太空台风主要是在平静地磁活动条件下由高纬尾瓣磁重联产生，形成了太阳风和磁层物质与能量向地球高层大气注入的新通道，可产生堪比超级磁暴的电离层与地磁扰动和能量注入，亦可直接影响卫星的通信、导航与遥感探测等。然而，目前太空台风的识别 ...

太阳极区磁场是太阳磁场的重要组成部分，对日冕结构、太阳风分布、日冕物质抛射传播等具有重要影响。目前，对太阳的绝大多数观测局限于黄道面，太阳两极处于日面边缘。受投影效应、临边昏暗等因素的影响，太阳光球极区磁场的测量存在较大不确定性，制约了对日冕物质抛射（CME）等空间天气事件的建模预测能力。 为此，太阳活动与空间天气全国重点实验室冯学尚研究员团队利用自主研发的 AMR-SIP-CESE 太阳风模式，在之前对天问一号等卫星观测到的 2021 年 12 月 4 日 CME 事件的研 ...

日冕物质抛射（CME）是太阳大气中大规模的高能爆发现象，能够将携带强磁场的等离子体云高速抛入行星际空间。当快速传播的CME与背景太阳风相互作用时，会形成激波。这些激波可高效加速带电粒子至极高能量，引发太阳高能粒子（SEP）事件，严重威胁航天器运行安全与宇航员健康。因此，快速、准确地获取CME驱动激波的三维形态、位置和物理参数，对于理解SEP的加速传播机制及提升空间天气预报能力具有重要意义。太阳活动与空间天气全国重点实验室（以下简称天气室）沈芳研究员团队首次提出并建立了一种基于 ...

2024年10月发生特大地磁暴事件，Dst指数最低降至-333 nT，为第25太阳活动周第二强地磁暴。实验室王瑞副研究员等利用我国"夸父一号"卫星搭载的SCIWL日冕仪获取的关键观测数据，结合多源遥感与原位探测资料，揭示了此次磁暴由暗条-活动区CME感应爆发及相互作用共同驱动的物理机制。2024年10月9日01:56 UT，活动区AR 13848爆发X1.8级耀斑，随后引发强烈地磁扰动及第25太阳活动周最强质子事件，峰值通量达1150 pfu（http://www.sepc. ...

太阳风中存在一种被称为磁力线回转（switchback）的奇特磁场结构，表现为磁力线的突然、大幅度偏转，在太阳风中形成“S”型的扭曲结构。广泛存在的磁力线回转结构对太阳风的能量传输和动力学演化具有重要影响，但其起源机制长期存在争议：究竟是由太阳表面的局地爆发事件（如日冕喷流、交换磁重联）“生成”后抛出，还是在太阳风传播过程中由自身动力学“孕育”而成？此前，实验室李晖研究员等基于WIND卫星约20年数据发现，磁力线回转与行星际大振幅阿尔芬波紧密关联，支持了“局地产生”的图景（L ...