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描绘空间气候云图

来源:ob欧宝体育  浏览量:43  发布时间:2022-05-26 01:32:56

  在中科院空间科学与使用研讨中心5楼的一间试验室里,一块巨大的屏幕显现了太阳风与地球磁层相互作用的进程。这便是王赤带领的“空间气候根本物理进程和集成预告形式研讨”立异集体使用三维太阳风数值形式描绘的太阳风暴扫过地球空间,引起地球空间环境剧烈改变的景象。

  空间气候连锁改变进程和集成形式研讨是今世空间气候研讨中极富应战的前沿课题之一。它触及太阳大气、行星际空间、磁层、电离层和中高层大气科学的多学科穿插、浸透和融合。“咱们这个集体里的5名国家杰出青年基金获得者,是这5个范畴的研讨主干,空间气候连锁改变进程将咱们有机联络在一起,这是咱们集体的最大特色。”集体学术带头人、中国科学院空间气候学国家要点试验室主任王赤说。

  具体说来,太阳上所产生的全部现象都影响着地球的空间环境,也影响着人类的日常日子和生计展开,太阳的磁场剧烈改变和物质抛射是空间气候的重要组成部分。王赤介绍说,空间气候包含太阳迸发活动、太阳风暴、磁暴、磁层亚暴、电离层暴和粒子暴等。因为日地空间环境是由太阳日冕、行星际和地球空间一起构成,因而太阳的任何一个活动如太阳黑子、耀斑、日冕物质抛射等都会形成空间环境的剧烈改变。

  日地系统的空间是人类生计展开的重要活动场所,卫星、通讯、导航、气候、资源、海洋使用和减灾防灾等范畴都因它而获益;另一方面,太阳活动产生的巨大能量和物质抛向地球,引起空间环境产生灾害性改变,对高技术系统和国防安全构成越来越严峻的要挟。例如,运行在300—400公里以上高度的卫星很简单遭到这些空间气候改变的影响。据统计,40%的航天毛病都由空间气候改变引起。空间气候还严峻影响通讯、导航和定位,定位精度通常在10米左右的民用GPS也或许因为电离层扰动呈现几百米的差错。因而,从上世纪90年代后期开端,空间气候研讨敏捷成为世界科技活动的热门和严重前沿范畴之一。

  承当“地球空间双星勘探方案(简称双星方案)”和“东半球空间环境地基归纳监测子午链(简称子午工程)”两个严重项目的中科院空间气候学要点试验室,也将展开太阳大气—行星际—地球磁层的一致、集成的数值形式和日地空间气候归纳预告形式和办法作为主攻方向。在此布景下,“空间气候根本物理进程和集成预告形式研讨”立异团队得到基金委的支撑。

  现在,5个区域的独立模型均已完结。其间,该集体树立的高效安稳的三维太阳风数值形式和磁重联形式,被美国空间气候预告中心科学家认为是世界上三大日冕—行星际磁流体模型之一,其开发的根据太阳活动观测的预告日冕物质抛射渡越时刻的SPM办法,预告精度优于现在盛行的其他模型。

  他们协作树立了全球三维磁流体力学数值模型,使我国成为世界上少量具有能描绘太阳风—磁层—电离层耦合系统数值才能的国家之一。定量描绘了行星际激波与磁层的相互作用,猜测了地球空间磁场改变的特征,得到了卫星观测数据的证明。而且初次发现弓激波给场向电流和越尾电流供电,供给了地球空间大标准电流系统的全体图画。

  此外,该团队使用最新的卫星勘探数据,研讨了全球大气动力学结构和进程,提出了分化全球纬圈均匀布景场和潮汐波以及它们时节和长时间改变特征的新办法,树立了自主的根据大气勘探数据的平流层—中间层—低热层大气动力学第一代形式,与观测数据比较标明,该形式比现有世界上揭露的大气形式具有更高的可信性和精度。

  与此同时,集体的建立加强了试验室的世界协作。“曾经仅仅科研人员之间点对点的沟通,现在是以团队为根底的全方位的协作,”王赤说,“比如说,在力气比较单薄的中高层大气热层范畴,咱们考虑和美国国家大气研讨中心协作,期望引入他们的形式。”

  “空间气候根本物理进程和集成预告形式研讨”立异研讨集体:王赤、冯学尚、曹晋滨、沈超、徐寄遥、史建魁、秦刚。该集体依托于中科院空间气候学国家要点试验室,致力于展开空间气候事情连锁进程及因果链形式研讨,在空间气候进程所触及的一切空间范畴,即太阳大气、行星际太阳风、地球磁层、电离层和中高层大气,取得了许多立异性研讨成果。