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我国科研人员发现地球磁层对流新模式

科技日报记者 陆成宽

记者29日从中国科学院国家空间科学中心获悉,国科通过研究太阳风对地球磁层的研人影响,该中心王赤院士团队揭示了地球磁层对流新模式,现地即向日面磁重联和背日面磁重联可以独立驱动磁层大尺度对流。球磁相关研究成果在线发表于《自然·通讯》杂志。层对

太阳是流新个脾气暴躁的大火球,总是模式向宇宙中乱“扔”东西,这些东西被称为太阳风,国科由电子和质子等带电粒子组成。研人当太阳风与地球磁场相互作用时,现地地球的球磁磁场会阻挡太阳风粒子入侵并在地球周围形成一个空腔结构,该结构被称作地球磁层。层对在地球磁层与太阳风交会的流新地方一定会有一个边界来“挡住”太阳风,这个边界就是模式磁层顶。

“我们可以把地球磁层理解为地球的国科保护罩,在太阳风的作用下,地球磁层向日面被压缩成一个椭球面,背日面被拉伸成向外略张开的圆筒形。值得注意的是,太阳风的磁场和地球自身的磁场纠缠作用会产生磁重联,磁重联又可以直接驱动磁层全球尺度的对流。”论文共同通讯作者、中国科学院国家空间科学中心研究员戴磊介绍。

磁层对流是指磁层等离子体物质的大尺度运动,它是行星际磁场与磁层相互作用的结果。20世纪60年代以来,磁层大尺度对流循环的经典模式一直是描绘太阳风-磁层相互作用的基本物理图像,在认识地球空间能量爆发事件,如磁暴、亚暴等空间天气现象中发挥着关键作用。“经典模式认为,向日面磁重联和背日面磁重联联合驱动磁层对流。然而,这一经典对流循环模型预言的等离子体对流周期一般在小时量级,而在解释10—20分钟的快速响应对流事件时却遇到困难。”戴磊说。

此次,研究人员对2016年3月11日发生的太阳风对地球磁层的影响进行了剖析。他们通过数值模拟和观测数据分析发现,向日面磁重联可以独立地快速驱动磁层大尺度对流,提出了经典对流循环模型以外的新模式。

戴磊表示,这一新模式有望在未来中欧联合空间科学卫星项目“微笑计划”任务中得到进一步检验。

(中国科学院国家空间科学中心供图)

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