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代表性成果

行星空间环境及与内部耦合

发稿时间:2023-02-02 作者:张月鑫

本实验室固定人员参加名单:

戎昭金、尧中华、何飞、闫丽梅、钟俊、柴立晖、乐新安、魏勇

所属研究方向:

内部过程与空间环境的关联

简要介绍:

行星磁场的多时空尺度变化是理解行星演化的重要线索,是地球与行星科学研究的前沿。行星磁场串联了行星内部至行星空间的各个区域,形成了内外多圈层耦合系统。极光是行星内部和空间环境耦合的关键显示,是揭示行星空间高能扰动及内部长期演化的关键手段。从小空间长时间和大空间短时间两个极端尺度出发,分别以类地行星和巨行星为对象,利用极光活动规律刻画了极端时空尺度磁场和高能粒子环境等。主要创新成果包括:

充分挖掘古籍文献记载的古代赤道极光记录,建立覆盖过去千年的最大古代极光数据库,结合地磁发电机模拟,首次揭示出古西太平洋磁异常区(小空间尺度)百年周期(长时间尺度)的震荡演化特征。此外,发展了新的磁场数据反演方法,可有效确定偶极磁场内部磁源的物理参数,可望进一步广泛应用到地磁、古地磁及行星磁场等领域。

巨行星磁层比地球磁层大103~106倍,极光遥感与就位探测揭示大空间尺度下磁场的分钟-小时量级(短时间尺度)变化激发太阳系最强的极光辐射,首次揭示了太阳系能量最高的X射线极光波动成因。在火星空间环境方面,首次得到了火星上游太阳参数的统计分布规律,为火星空间环境研究提供重要的外部太阳风输入参考;建立了我国首个火星全球高精度岩石剩磁模型,为后续火星科学研究提供了重要的磁场模型参考;揭示了火星低高度等离子体云的运动观测特征,并指出火星等离子体云可能是火星离子逃逸的主要形式。

相关系列成果发表于Science Advances、PNAS、GRL、APJL、JGR等国际权威期刊,共发表论文24篇,其中NI期刊11篇,NA一篇,SA两篇。成果被《中国科学报》、《科技日报》、中科院之声、NASA、ESA等国内外学术媒体亮点报告。编写专著两本《朝鲜王朝三百年气象日记》、《中国行星物理学学科建设之路——万卫星团队的十年探索》。


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