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太阳活动与空间天气重点实验室科研队伍

学术指导:魏奉思 院 士、王赤 院士、艾国祥 院士(国家天文台)、汪景琇 院士(国家天文台)、涂传诒 院士(北京大学)

重点实验室主任:田晖 教授

副 主 任:李晖 研究员(常务)、沈芳 研究员、罗冰显 研究员

学科首席:冯学尚、韩建伟、胡雄、李磊、刘四清、师立勤、徐寄遥、颜毅华、邓元勇(国家天文台)

综合事务部主任:傅颖

网络主管:刘媛



下设研究单元

一、 太阳活动研究室

本研究室主要从事与太阳活动密切相关的太阳物理学前沿科学问题研究、新一代太阳物理观测设备研制和探测技术研究,并开展太阳活动预报研究。通过自主研发具有国际先进水平的设备,同时结合国内外其他多种探测手段,对发生于太阳光球、色球以及日冕大气中的各种活动过程进行高分辨率观测和系统性研究,探索各种太阳活动(包括太阳耀斑、日冕物质抛射、粒子加速过程、各种辐射机制及传播过程等)的起源和发生发展规律,揭示其中的新物理过程。研究室承担了国家自然科学基金委重大项目、重点项目、重大科研仪器研制项目、科技部重点研发项目、国家重大科研装备研制项目、太阳观测卫星和子午工程等系统中的大型设备研制。

研究室主任:王威

研究室副主任:周桂萍(国家天文台)、李文显(国家天文台)

1. 太阳射电研究团组

本研究团组致力于太阳射电天文学的研究和发展,重点包括新一代太阳射电望远镜关键技术研究、太阳射电观测及相关物理过程研究、太阳耀斑非热过程动力学研究、太阳高能粒子的加速机制和传播规律、日冕磁场理论外推与射电诊断。已成功研制了明安图射电频谱日像仪,目前正在研制建设子午工程二期米波—十米波射电频谱日像仪和行星际闪烁望远镜设备。

成员:颜毅华、王威、陈林杰、朱小帅、耿立红、谭程明、马素丽、李沙、苏仓、杜静、程俊、聂红霞

特别研究助理:姚新

2. 太阳活动预报方法和模式研究

本研究团组致力于太阳活动预报模式研究,重点研究太阳耀斑预报,日冕物质抛射的三维磁流体动力学模拟、行星际演化和对地效应预报,F10.7射电流量中短期预报及太阳活动周预报,基于人工智能技术的数据驱动的太阳活动预报建模。

成员:徐龙,杜占乐,黄鑫

3. 怀柔太阳观测基地(国家天文台)

本研究团组围绕太阳上最重要的观测量之一---磁场,聚焦极紫外到中红外光学波段,依托天基和地基两个平台,开展实测太阳物理研究。研究方向包括磁流体力学和偏振辐射转移理论、太阳磁场和磁活动观测研究、以及太阳磁场相关的探测技术和设备研发。成功研制并运行具有世界领先水平的太阳望远镜系统之一,由五个不同功能的望远镜组成,包括太阳磁场望远镜、三通道太阳望远镜、全日面矢量磁场和视向速度场望远镜、全日面H-alpha望远镜、全日面Ca单色像望远镜,在磁场速度场演化与太阳爆发活动、极区磁场测量、磁螺度计算、磁场非势性参数随活动周变化等方向取得系列国际一流研究成果。目前,正在承担我国首个中红外天文观测设施—“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”,我国首颗综合性太阳观测卫星—“先进天基太阳天文台”上“全日面矢量磁像仪”载荷的研制。同时还积极参与中国下一代旗舰型太阳望远镜的推动工作,例如中国巨型太阳望远镜和太阳极轨探测计划等。

成员:邓元勇、张枚、王东光、林钢华、林佳本、张洪起、苏江涛、谭宝林、包星明、陈洁、刘锁、杨尚斌、徐海清、王晓帆、白先勇、宋永亮、黄静、张印、孙英姿、张志勇、侯俊峰、杨潇、李文显、张洋、朱丽佳、汪国萍、荆帅、孙文君、王丙祥、王建、车慧利、朱晓明、白阳

特别研究助理:冯宇飞

4. 太阳磁活动研究团组(国家天文台)

本研究团组始终瞄准太阳物理研究的前沿方向。依托国内外最先进的太阳观测仪器,主要研究太阳磁场和各类太阳活动的产生机理和可预报性;正在发展辐射磁流体三维数值模拟;并拓展理解类太阳恒星活动规律,获得对恒星活动性及其空间效应等重要理解,服务于我国深空探测重大战略需求。

成员:周桂萍,杨书红,陈华东,李乐平,侯义军,李婷,张宇宗,金春兰,雷亚娟,闫岩,闫俊

特别研究助理:程治勋

二、 日冕与行星际研究室

本研究室基于天基、地基和深空探测数据,研究日冕-行星际空间中灾害性空间天气事件的起源、演化、空间等离子体基本物理过程以及天基/地基电子系统,发展以连续观测数据驱动的日冕-行星际-地磁链空间天气过程预报模式,为空间天气服务提供支撑,为载荷研制和深空探测技术提供科学指导。研究室承担国家基金委重点项目、空间科学先导专项、国家863项目、子午工程大型设备等多项国家级重大科研项目,并积极牵头重大空间科学卫星项目。

研究室主任:赵新华

1.太阳-行星际-地磁天气团队(SIGMA天气组)

SIGMA团组主要研究灾害性空间天气事件的太阳-行星际-地磁因果链基本物理过程和变化规律,为空间天气的建模和预报提供重要基础;发展以连续观测数据驱动的日冕-行星际-地磁链空间天气过程预报模式,为空间天气服务提供支撑。具体研究方向涉及灾害性空间天气事件的日冕-行星际传播过程建模、机器学习方法在空间天气研究与预报中的应用、太阳风暴的传播及其地球物理效应、太阳射电爆发、行星际闪烁IPS射电信号处理、空间天气集成预报模式的可视化研究等。团组目前在研项目包括国家基金委重点、面上及国际合作项目、子午工程二期大型项目(子午工程数据中心、行星际闪烁望远镜、圆环阵太阳射电成像望远镜-科学)、中科院B类先导专项、空间中心重点培育课题等。

成员:冯学尚魏奉思沈芳、赵新华、熊明、向长青、周玉芬、刘朝旭、杨利平、张嫚、彭雪艳

子午工程数据中心:钟鼎坤(负责人)、姚久胜、秦佳媚、宋思思

特别研究助理:杨易、柳晓静

2. 天基和深空探测组

天基和深空探测组服务于国家空间科学战略需求,以天基和深空探测为支撑,重点研究日球层中的空间天气灾害性事件的起源和演化、相关空间等离子体基本物理过程、空间科学载荷研制和深空探测技术。空间科学研究为载荷研制和深空探测技术提供科学指导,而载荷研制和深空探测技术为科学研究提供观测数据。目前牵头承担重大空间科学卫星项目Kuafu、SolarPolar ORbit Telescope (SPORT)、Magnetosphere-Ionosphere-Thermosphere Coupling Constellation Mission (MIT)。

成员:刘颍、刘维宁、刘勇、王瑞、胡会东

3. 信号与信息处理组

信号与信息处理组主要研究天基和地基电子系统,包括相控阵雷达、射电望远镜等大型天基和地基无线电/射电探测系统。本方向涉及电磁场与微波、模拟和数字电路、复杂信号和数据处理等关键核心技术问题,主要培养复杂电子系统总体型技术人才。研究的卫星项目包括:月球轨道超长波卫星阵列(鸿蒙计划)、行星际激波低频射电成像星座;研究的地基项目包括:国家863主题项目高频相干散射雷达、国家重大科技基础设施子午工程高频雷达网、稻城圆环阵太阳射电望远镜、大视场凝视雷达、海南甚高频相干散射雷达等。

成员:阎敬业、蓝爱兰、武林、杨洋、孙凌晨、邓丽(系统室)

特别研究助理:邓翔

共建单位骨干人员:王玲华(北京大学)、何建森(北京大学)、左平兵(哈工大深圳)、江朝伟(哈工大深圳)、王翼(哈工大深圳)、袁丁(哈工大深圳)、陈波(哈工大深圳)

三、 磁层物理研究室

本研究室致力于研究磁层多尺度的基本物理过程,包含太阳风能量注入磁层的过程及其在磁层中的传输、转换与耗散,各种空间暴(磁暴,亚暴和粒子暴)的机制和时空演化以及与太阳活动的关系,磁场重联过程,等离子波动以及波粒相互作用等。

研究室主任:戴磊

成员:段素平、杨晓超、张灵倩、张永存、黄娅、罗静、燕广庆、何兆海、魏新华、蔡春林、苏建峰、陈晓丽

临聘人员:陈涛、董伟

特别研究助理:提烁、任勇

共建单位骨干人员:宗秋刚(北京大学)、傅绥燕(北京大学)、周煦之(北京大学)、乐超(北京大学)、谢伦(北京大学)、任杰(北京大学)、吴明雨(哈工大深圳)

四、 电离层与中高层大气研究室

本研究室致力于电离层和中高层大气探测的新原理和新方法研究,自主研制各类先进的主被动光学和无线电遥感探测设备;开发多种电离层和中高层大气物理和经验模式;利用天基和地基探测数据,开展电离层和中高层大气动力学、光化学和电动力学过程的研究,以及对太阳爆发事件、磁层扰动和低层大气活动的响应和耦合机制研究。研究室目前正承担子午工程二期子系统的建设等多项国家任务。

研究室主任:朱亚军

1. 电离层课题组

本课题组主要研究电离层/热层扰动及其传播的物理过程和电离层磁层耦合中的物理过程:包括电离层扰动的基本形态,电离层等离子体漂移,电离层TEC扰动变化模型、电离层不规则体以及闪烁变化规律、电离层扩展F与大气的耦合,顶部电离层非线性扰动、电离层上行离子及电离层-磁层耦合的场向电流等研究,还开展了比较行星学研究。

成员:程征伟、史建魁尚社平、王国军、王铮、亢奋霞

2. 中高层大气课题组

本课题组以空间和地面观测为基础,主要从事中高层大气中的动力学、光化学以及辐射等的物理过程的研究。深入理解太阳活动对中高层大气的影响。深入探讨中高层大气中各种扰动、潮汐波、行星波以及各种尺度的重力波的产生和传播的物理过程,以及它们对中高层大气以及航天活动的影响。发展中高层大气的物理和经验模式。自主研发天基和地基遥感探测设备,开展中高层大气探测的数据分析和反演的新方法的研究。

成员:徐寄遥、朱亚军、袁韦、姜国英、高红、李钦增、刘伟军、孙龙昌

3. 地基探测课题组

地基探测组主要开展面向空间科学发展需求的地基设备研发与相关技术研究、并应用自主研发的设备进行空间物理研究。承担了子午工程(一期、二期)、基金委重大仪器专项、国家重点实验室专项等多项地基探测设备的研发与运行。已成功研制了全固态全天时钠层风温激光雷达、金属原子离子激光雷达、镍原子激光雷达、巴西钠钾激光雷达、干涉式相干散射雷达等一系列具有国际领先或先进的地基雷达。目前在研的项目还有子午二期漠河大孔径多成分探测激光雷达、流星雷达、定标平台等。并利用自主研发的雷达开展大气金属层特性、中性与电离成分耦合、大气波动特征与传播过程、低纬地区不规则体研究等多项研究。

成员:杨国韬、王继红、燕春晓、焦菁、杜丽芳、姜亚杰、郑浩然、李会娟、高凤信、周小俊、郑兵、王怡璠

五、 行星环境与演化研究室

本研究室基于国内外行星遥感探测数据和地外返回样品,围绕月球的形成与演化、火星和类地行星的环境和地质演化、小行星和冰卫星的表面特性、起源和演化等关键科学问题,对月球和行星表面环境特征、岩石圈组成和地质特征、行星宜居性等开展研究,旨在进一步加深对太阳系形成与演化历史的认识。

研究室主任:刘洋

成员:邹永廖、张锋、徐于晨、杨亚洲、郭弟均、何姝贤

特别研究助理:吴兴、刘佳、高强山

六、 太阳系探测研究室

太阳系探测研究室成立于2005年,致力于太阳系行星及行星际空间环境探测技术的发展以及相关科学问题的研究,尤其在空间电磁场探测方面,具有从科学任务的提出到载荷方案论证、载荷研制、数据处理和空间科学研究的全链条能力。太阳系探测室承担了包括深空探测重大专项、高分辨率对地观测重大专项、国家重点研发计划、国家自然基金委重点项目、民用航天预先研究等项目在内的国家重大项目,在高精度磁场探测技术及火星空间环境研究、月表空间环境研究等方面取得了丰硕的成果。近地空间磁场卫星探测载荷技术及等离子体主动试验技术分别获得省部级科技进步二等奖及科技进步三等奖。

研究室承担过重大科学探测任务包括萤火一号、张衡一号、风云四号01/02星磁强计、风云三号05星磁强计、天问一号火星表面磁场测量仪、高分专项航空磁力仪、鸿鹄专项磁强计等,所研制的仪器性能指标达国际先进水平。目前在研的有张衡一号02星高精度磁强计、SMILE卫星磁强计、天问2号小天体探测磁强计、嫦娥7号磁强计等。

研究室主任:王劲东

研究室副主任:周斌

成员:李磊、程炳钧、冯永勇、张艺腾、谢良海、薛洪波、薛永亮

苟晓晨、宋伟、翁成翰、赵浩然、何昕馨、刘跃、赵俊、高艳蕊、王云帆

共建单位骨干人员:邹鸿(北京大学)

七、 空间天气模式中心

本研究单元致力于空间天气物理模式的研究和发展,重点包括地球磁层全球数值模式的发展及大尺度磁层物理研究,外日球层数值模式的发展及其在太阳系边际探测的应用,地球及行星磁层小尺度物理研究及数值建模,地球磁层-电离层耦合模式及观测数据分析,以及空间天气物理预报的模式研发和技术支持。

研究中心主任:郭孝城

成员:王赤李晖、黄朝晖、唐斌斌、孙天然、张佼佼、李文亚、杨忠炜、陈志青、丁凯、刘子谦、张恺、饶海燕

特别研究助理:王宇贤、吴琼、王玮

八、空间天气预报中心

空间天气预报中心(预报中心)是国内最早和专门从事空间天气业务研究、提供空间天气预报服务的科研单元,是国际空间环境服务组织(ISES)的中国区域预警中心。预报中心主要从事影响航天器运行的空间环境建模和预报应用研究,包括:近地大气环境、空间辐射环境、空间等离子体环境、电离层环境、电离层与电波传播以及太阳、行星际、行星环境等深空环境。

预报中心致力于空间环境技术系统架构设计、标准化的空间环境数据环境构建、空间环境模型应用转化等技术研究;面向各类用户和航天任务开展空间环境业务技术系统、空间环境数值仿真平台、预报分析工具、空间环境教育培训系统的研发。

面向我国载人航天活动、在轨卫星运行、月球与深空探测等太空活动的空间环境预报需求,预报中心建立了针对性的空间环境事件、指数和参数的预报方法和模式,并开展航天器空间天气影响机理及仿真模拟、空间环境导致的航天器故障异常诊断与预测方法研究等,为我国的航天任务提供前置化、定制化的预报产品。目前,预报中心承担了我国载人空间站、嫦娥卫星、空间科学先导专项等重大任务的空间环境预报保障工作。

研究中心主任:罗冰显

研究中心副主任:钟秋珍、陈艳红

成员:刘四清、师立勤、黄文耿、蔡燕霞、苗娟、王荣兰、陈东、王晶晶、罗征、程永宏、林瑞淋、刘方华、沈华、陈赵峰、崔延美、王晶、敖先志、刘文利、郭娟、李志涛、陈善强、包黎莉、闫瑞东、张蕾、鲁国瑞、邹业楠、任廷领、袁天娇、朱家熙、周振奇、王潇蔓、石育榕、崔鹏、陈功、李威、王超颖

九、空间天气效应中心

效应中心团队针对空间强辐射粒子、稠密等离子体、强腐蚀原子氧、高速撞击碎片等空间环境条件对航天器系统及空间生命的影响,从材料、器件、部组件及系统多个层级研究作用机理和规律科学问题。发展模拟试验和仿真分析技术,并探索先进防护原理与技术,服务航天器系统及关键器部件、空间生命等的空间环境防护设计、在轨减缓和避免空间环境效应危害。

研究中心主任:马英起

研究中心副主任:蔡明辉

成员:韩建伟、陈睿、李宏伟、朱翔、杨涛、张龙龙、上官士鹏、梁亚楠、许亮亮、陶孟泽、赵旭、贾鑫禹、王添、寇彬、李超男、胡紫楠、王天文、尹青

特别研究助理:夏清、王英豪、陈钱

十、临近空间应用中心

本中心面向国家临近空间重大战略需求,专门开展包括:高空气球、探空火箭、地基和天基等平台临近空间环境激光、被动光学、无线电遥感及其它原位探测新方法和新技术,临近空间环境特性和演变规律,临近空间大气模式和预报技术,临近空间飞行环境保障服务技术等前沿应用基础研究。

研究中心主任:闫召爱

研究中心副主任:吴小成、杨钧烽

成员:胡雄、徐轻尘、涂翠、韦峰、郭商勇、程永强、王欣颖、史东波、孙海龙、郭文杰、宋亮、张亚楠、柳丹、王建美、蔡冰、张炳炎、李政、刘若莎、吕蔷薇、张依鸣、郝俊霞、李佳莉、彭丽颖

特别研究助理:程旋




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