学术纵横

空间科学团队关于地球磁鞘中磁洞传播演化特性的研究入选EOS编辑亮点

发布日期:2020-07-30

[本站讯]近日,山东大学“太阳爆发及其对行星空间环境的影响”攀登计划创新团队磁层和太阳风相互作用课题组利用卫星观测数据,揭示了地球磁鞘中磁洞的传播特性,此项研究成果被美国地球物理学会(American Geophysical Union,AGU)会刊EOS(Earth Space Science News)作为编辑亮点工作进行了报道(editor highlight)。

地球的磁鞘是一个充满着大振幅波动和非线性结构的湍动区域。磁洞(Magnetic hole)是其中最常见的结构之一。在过去的几十年里,主流观点一直认为这些结构是由太阳风流携带着的非传播的镜像波(mirror waves)。本研究利用高时空分辨率的MMS多颗卫星数据,通过对磁鞘内的磁洞结构深入分析后,发现其存在着 “冻结”、“扩张”、“收缩”和“传播”四种演化和传播类型。特别突出的是,该研究指出一种传播类型的磁洞具有明显指向太阳方向的速度分量,这在以往的观测中都没有出现过,表明不仅上游条件是磁洞的一个源区,下游的地球磁层与磁洞的产生也有着非常重要的关联。研究还表明,结构的扩张与收缩与磁鞘湍动所引起的动压变化有密切关联。该项发现对于近地空间中磁洞的起源乃至空间等离子体中不稳定性产生和演化等基本物理问题具有重要的启示意义,同时对磁鞘或近地空间中能量的传递与转换提供了新的理解。JGR- Space Physics杂志主编Michael Balikhin评价该工作为非常显著的研究结果(“very significant result”)。

此项研究成果发表于AGU著名期刊Journal of Geophysical Research: Space Physics,由山东大学(威海)、中科院国家空间中心、瑞典于默奥大学、比利时列日大学、北京大学、中国极地研究中心、武汉大学、加州大学洛杉矶分校以及美国宇航局等单位共同合作完成,第一作者为山大博士研究生姚淑涛,通讯作者是空间科学研究院、空间科学与物理学院磁层和太阳风相互作用课题组长史全岐教授。该研究工作受到国家自然科学基金、英国皇家学会牛顿高级学者基金等项目的资助。

EOS报道页面以及地球磁鞘中扩张、收缩与日向传播磁洞的示意图

EOS是美国地球物理学会(AGU)会刊,是全球地球与空间科学研究领域前沿信息来源的权威平台,其中的“编辑亮点”专栏报道领域内最具影响的新研究成果。从美国地球物理学会获悉,AGU期刊发表论文中仅有不到2%的研究进展以该方式被报道。

论文链接

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2019JA026736

美国地球物理学会EOS报道链接

https://eos.org/editor-highlights/upstream-propagating-magnetic-dips-in-the-magnetosheath

【作者:田安民        来自:威海校区宣传部    责任编辑:张丹丹  】

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