記者1月29日從中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心獲悉，通過(guò)研究太陽(yáng)風(fēng)對(duì)地球磁層的影響，該中心王赤院士團(tuán)隊(duì)揭示了地球磁層對(duì)流新模式，即向日面磁重聯(lián)和背日面磁重聯(lián)可以獨(dú)立驅(qū)動(dòng)磁層大尺度對(duì)流。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然·通訊》雜志。
太陽(yáng)是個(gè)脾氣暴躁的大火球，總是向宇宙中亂“扔”東西，這些東西被稱為太陽(yáng)風(fēng)，由電子和質(zhì)子等帶電粒子組成。當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)與地球磁場(chǎng)相互作用時(shí)，地球的磁場(chǎng)會(huì)阻擋太陽(yáng)風(fēng)粒子入侵并在地球周圍形成一個(gè)空腔結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被稱作地球磁層。在地球磁層與太陽(yáng)風(fēng)交會(huì)的地方一定會(huì)有一個(gè)邊界來(lái)“擋住”太陽(yáng)風(fēng)，這個(gè)邊界就是磁層頂。
“我們可以把地球磁層理解為地球的保護(hù)罩，在太陽(yáng)風(fēng)的作用下，地球磁層向日面被壓縮成一個(gè)橢球面，背日面被拉伸成向外略張開(kāi)的圓筒形。值得注意的是，太陽(yáng)風(fēng)的磁場(chǎng)和地球自身的磁場(chǎng)糾纏作用會(huì)產(chǎn)生磁重聯(lián)，磁重聯(lián)又可以直接驅(qū)動(dòng)磁層全球尺度的對(duì)流。”論文共同通訊作者、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心研究員戴磊介紹。
磁層對(duì)流是指磁層等離子體物質(zhì)的大尺度運(yùn)動(dòng)，它是行星際磁場(chǎng)與磁層相互作用的結(jié)果。20世紀(jì)60年代以來(lái)，磁層大尺度對(duì)流循環(huán)的經(jīng)典模式一直是描繪太陽(yáng)風(fēng)-磁層相互作用的基本物理圖像，在認(rèn)識(shí)地球空間能量爆發(fā)事件，如磁暴、亞暴等空間天氣現(xiàn)象中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。“經(jīng)典模式認(rèn)為，向日面磁重聯(lián)和背日面磁重聯(lián)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)磁層對(duì)流。然而，這一經(jīng)典對(duì)流循環(huán)模型預(yù)言的等離子體對(duì)流周期一般在小時(shí)量級(jí)，而在解釋10—20分鐘的快速響應(yīng)對(duì)流事件時(shí)卻遇到困難。”戴磊說(shuō)。
此次，研究人員對(duì)2016年3月11日發(fā)生的太陽(yáng)風(fēng)對(duì)地球磁層的影響進(jìn)行了剖析。他們通過(guò)數(shù)值模擬和觀測(cè)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，向日面磁重聯(lián)可以獨(dú)立地快速驅(qū)動(dòng)磁層大尺度對(duì)流，提出了經(jīng)典對(duì)流循環(huán)模型以外的新模式。
戴磊表示，這一新模式有望在未來(lái)中歐聯(lián)合空間科學(xué)衛(wèi)星項(xiàng)目“微笑計(jì)劃”任務(wù)中得到進(jìn)一步檢驗(yàn)。
（中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心供圖）
記者1月29日從中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心獲悉，通過(guò)研究太陽(yáng)風(fēng)對(duì)地球磁層的影響，該中心王赤院士團(tuán)隊(duì)揭示了地球磁層對(duì)流新模式，即向日面磁重聯(lián)和背日面磁重聯(lián)可以獨(dú)立驅(qū)動(dòng)磁層大尺度對(duì)流。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然·通訊》雜志。
太陽(yáng)是個(gè)脾氣暴躁的大火球，總是向宇宙中亂“扔”東西，這些東西被稱為太陽(yáng)風(fēng)，由電子和質(zhì)子等帶電粒子組成。當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)與地球磁場(chǎng)相互作用時(shí)，地球的磁場(chǎng)會(huì)阻擋太陽(yáng)風(fēng)粒子入侵并在地球周圍形成一個(gè)空腔結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被稱作地球磁層。在地球磁層與太陽(yáng)風(fēng)交會(huì)的地方一定會(huì)有一個(gè)邊界來(lái)“擋住”太陽(yáng)風(fēng)，這個(gè)邊界就是磁層頂。
“我們可以把地球磁層理解為地球的保護(hù)罩，在太陽(yáng)風(fēng)的作用下，地球磁層向日面被壓縮成一個(gè)橢球面，背日面被拉伸成向外略張開(kāi)的圓筒形。值得注意的是，太陽(yáng)風(fēng)的磁場(chǎng)和地球自身的磁場(chǎng)糾纏作用會(huì)產(chǎn)生磁重聯(lián)，磁重聯(lián)又可以直接驅(qū)動(dòng)磁層全球尺度的對(duì)流。”論文共同通訊作者、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心研究員戴磊介紹。
磁層對(duì)流是指磁層等離子體物質(zhì)的大尺度運(yùn)動(dòng)，它是行星際磁場(chǎng)與磁層相互作用的結(jié)果。20世紀(jì)60年代以來(lái)，磁層大尺度對(duì)流循環(huán)的經(jīng)典模式一直是描繪太陽(yáng)風(fēng)-磁層相互作用的基本物理圖像，在認(rèn)識(shí)地球空間能量爆發(fā)事件，如磁暴、亞暴等空間天氣現(xiàn)象中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。“經(jīng)典模式認(rèn)為，向日面磁重聯(lián)和背日面磁重聯(lián)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)磁層對(duì)流。然而，這一經(jīng)典對(duì)流循環(huán)模型預(yù)言的等離子體對(duì)流周期一般在小時(shí)量級(jí)，而在解釋10—20分鐘的快速響應(yīng)對(duì)流事件時(shí)卻遇到困難。”戴磊說(shuō)。
此次，研究人員對(duì)2016年3月11日發(fā)生的太陽(yáng)風(fēng)對(duì)地球磁層的影響進(jìn)行了剖析。他們通過(guò)數(shù)值模擬和觀測(cè)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，向日面磁重聯(lián)可以獨(dú)立地快速驅(qū)動(dòng)磁層大尺度對(duì)流，提出了經(jīng)典對(duì)流循環(huán)模型以外的新模式。
戴磊表示，這一新模式有望在未來(lái)中歐聯(lián)合空間科學(xué)衛(wèi)星項(xiàng)目“微笑計(jì)劃”任務(wù)中得到進(jìn)一步檢驗(yàn)。
（中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心供圖）
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