最新發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新
中國科技網(wǎng)訊 獨特的地理位置，使地球南北兩極產(chǎn)生許多奇異的自然現(xiàn)象。在極區(qū)高空大氣中，飄忽不定的“等離子體云塊”常常對人類通訊、導(dǎo)航、電力設(shè)施和航天系統(tǒng)等造成危害。一個由中國極地研究中心主導(dǎo)的國際合作團(tuán)隊，首次揭開“等離子體云塊”的神秘面紗。國際頂級學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》3月29日在線發(fā)表了這一研究成果。
太陽時刻噴射著大量能量巨大的“太陽風(fēng)”高速等離子體，不斷撞擊著包括地球在內(nèi)的太陽系所有行星的大氣層。地球之所以能免為傷害，是因為擁有天然屏障——全球性磁場。它可以有效阻擋和偏轉(zhuǎn)大多數(shù)太陽風(fēng)帶電粒子，防止與地球大氣層發(fā)生直接相互作用。
據(jù)論文第一作者張清和博士介紹，由于極區(qū)的惡劣自然環(huán)境和觀測數(shù)據(jù)的缺乏，等離子體云塊的“身世”一直是個謎，尤其是在惡劣空間天氣環(huán)境下如何形成和演化，是困擾國際空間天氣和通訊導(dǎo)航等領(lǐng)域科學(xué)家的一大難題。
該團(tuán)隊分析了大量數(shù)據(jù)，從中挑選出200多個災(zāi)害性空間天氣事件加以深入分析，并開展相應(yīng)的計算機(jī)模擬實驗。利用國際超級雙子極光雷達(dá)網(wǎng)和全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)的聯(lián)合觀測數(shù)據(jù)，首次直接觀測到2011年9月26日一次強(qiáng)磁暴襲擾地球期間，極區(qū)電離層等離子體云塊的完整演化過程。研究人員首次發(fā)現(xiàn)，磁力線的“相遇與重組”（夜側(cè)磁重聯(lián)）在等離子體云塊演化過程中扮演著重要的“開關(guān)”角色。所謂“磁重聯(lián)”，是太空中常見的一種物理現(xiàn)象，是指當(dāng)兩條磁極方向相反的磁力線無限接近時，分別斷開并“重新聯(lián)結(jié)”的物理過程。當(dāng)夜側(cè)磁重聯(lián)發(fā)生時，攜帶云塊運(yùn)動的開放磁力線因重聯(lián)而閉合，相當(dāng)于“開關(guān)”打開；當(dāng)夜側(cè)磁重聯(lián)停止時，“開關(guān)”關(guān)閉。
中國極地研究中心主任楊惠根研究員表示，該成果將為極區(qū)電離層建模和空間天氣預(yù)報提供重要物理依據(jù)，具有很高科學(xué)價值。（沈海燕 記者 王春）
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