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导师及其研究方向简介

研究方向02 :空间天气学

研究方向简介(招收在站博士后研究人员)

1. 太阳风加速机制
太阳风加速机制研究太阳等离子体如何被加速成超音速太阳风。自58年飞船证实存在超音速太阳风等离子体流于太空以来,一直是国家日地物理学家面临挑战的重大科学问题之一。九十年代随着国际重大空间探测和研究计划(ISTP和STEP)的实施,太阳风加速问题可望在能量来源、加热和加速的物理机智方面取得重大突破性进展。

2. 行星际扰动传播的数值研究
太阳释放的巨大能量和物质往往在行星际空间形成激波、磁云、等离子体团等不同形式的强烈扰动,它如何与各种非均匀背景结构相互作用,会引起什么样的地磁活动等地球空间环境的变化,这是本世纪末和下世纪初,人类要建立和发展《空间天气学》,预测地球空间环境灾害性变化及其对人类航天、生产等活动的影响,所面临挑战的国际热门研究领域。数值模拟研究是实现这一科学目标的有利手段,它涉及大时空范围、长时间稳定的非线性(磁)流体力学三维问题的数值模拟,是需要有志之士去功克的难题之一。

3. 空间物理学动力学问题物理解新方法探索
对空间物理学动力学问题物理解的了解是揭示物理机制的必经途径,新方法的建立将推动相关问题的发展。动力学问题物理解新方法探索旨于建立基本能反映扰动传播事件动力学过程全貌的可操作的诊断步骤和寻求有助于建立预报扰动事件传播特性、拓扑结构及相应的地磁扰动的主要参量与信息等等,有望为数值模拟、分析与预报观测人员研究物理过程提供快捷的分析方法。

4. 空间灾害性事件预报模式及方法研究
它需要把太阳、行星际、磁层、电离层和大气的扰动,作为一个有机联系的系统,建立时序的因果链模式,它定量了解日地因果关系,建立和发展"空间天气学"新学科都有非常重要的科学意义和应用前景。它是国家重大基础研究和中美、中德和海峡两岸合作项目的重要内容之一。 该研究方向招收在站博士后。

导师:魏奉思,院士

中科院院士、博士生导师、学术会员会空间科学部主任,国家基金委“八五”、“九五”重大基金项目主持人之一,负责推动国家“九五”重大科学工程《子午工程》项目,“十五”优先发展领域“日地空间环境与空间天气”专家组组长,国际Space Weather/CAWSE委员。主要从事日地物理、日球物理、磁流体力学、空间天气等学科领域的研究,先后于国内外发表论文百余篇,北京大学、武汉大学兼职教授,澳门科技大学荣誉教授,中国科技大学赵九章大师讲座教授。曾获国家自然科学二等奖、三等奖、中国科学院自然科学一等奖、二等奖等国家部委奖六项。

导师:王赤,研究员

1990毕业于中国科学技术大学地球和空间科学系,当年郭沫若奖获得者。1992年在中科院空间科学与应用研究中心取得空间物理硕士学位。1993赴美攻读博士学位,1998年获得麻省理工学院(MIT)物理学博士。随后在麻省理工学院空间研究中心做博士后研究并于2000年晋升为研究科学家,是美国 NASA行星际探险计划VOYAGER宇宙飞船空间等离子体探测数据分析和理论模型的主要成员之一。现为中科院“百人计划”学者,任空间科学与应用研究中心中科院重点实验室“空间天气学重点实验室”主任。主要研究领域涉及日球太阳风结构和行星际扰动(CME及激波)的传播和演变,太阳风和磁层的相互作用等的数值模拟和数据分析工作。

导师:冯学尚,研究员

中科院空间科学与应用研究中心研究员、博士生导师、理学博士。现为中科院空间天气学重点实验室副主任,中国计算物理学会理事、《科学通报》编辑。先后负责和主参加国家基金八项。现为国家自然科学基金“95”重大项目《日地空间灾害性扰动过程及其对人类活动的影响》的一级课题(重点)——“太阳剧烈扰动在有结构太阳风中的传播”负责人,并获国家杰出青年科学基金资助,主要从事计算磁流体力学、空间灾害性天气事件数值预报基础研究。先后在国内外核心刊物上发表论文60余篇。曾获得中国科学院自然科学一等奖、国家自然科学二等奖。

导师:秦刚,研究员

中科院空间科学与应用研究中心研究员、博士生导师、国家杰出青年科学基金获得者。主要从事空间高能粒子的传播、加速过程的研究。

    1990年9月--1998年7月,北京大学地球物理系,本科、硕士
    1998年9月--2001年12月,美国Delaware大学,物理学专业,博士
    2002年1月--2002年4月: 美国Delaware学,空间物理学专业,博士后。
    2002年5月--2005年10月: 美国佛罗里达理工大学,副研究员;美国宇航局和基金委项目主要参加人。
    2005年11月--现在: 中国科学院空间科学与应用研究中心,研究员。

    主要工作成就:
    1.通过数值模拟发现二类高能粒子在磁湍流中有不尽相同的扩散现象:近似于slab模型的磁湍流条件下的高能粒子做横向亚扩散,但二元slab+2D模型磁湍流条件下的高能粒子的横向扩散将得到恢复。
    2.在数值模拟的基础上发展了一个新的高能粒子的扩散理论,即非线性引导中心理论(NLGC)。这是至今与数值模拟和观测数据符合得最好的描述高能粒子横向扩散的理论,它将推动这一空间物理学界的热点和难点问题的深入研究。
    3.研究了太阳高能粒子在日球层中的传播问题,通过数值计算表明绝热冷却效应是个非常重要的影响因素,对长久以来准线性纵向扩散与实际观测不符合问题的研究提供了一种新途径。

导师:刘勇,研究员

中科院空间科学与应用研究中心研究员、博士生导师、中科院“百人计划”引进人才。主要从事太阳风、激波、磁层-电离层-热层耦合等研究工作。

    1990年--1994年,武汉大学,空间物理学,学士学位。
    1994年--1997年,武汉大学,空间物理学,硕士学位。
    1997年--2001年,华南师范大学,空间物理学,讲师。
    2001年--2006年,美国新罕布什尔大学,物理学,博士学位。
    2007年--2008年,美国乔治梅森大学,空间物理学,博士后。
    2008年--2011年,美国新罕布什尔大学空间科学中心,空间物理学,研究科学家。
    2011年--至今,中国科学院空间科学与应用研究中心,空间物理学,研究员。

    主要工作成就:
    1、模拟计算发现在激波后面还有个压缩过程,该过程能提高高能粒子加速的效率;另外还研发现CME激波鞘层里面的磁场旋转可以分为两个阶段,该结果有助于揭示部分南向行星际磁场形成的原因,对预报强磁暴有重要意义。
    2、利用STEREO和ACE的太阳风观测数据,发现日球层等离子体片中氧元素和质子的比相对于其它部分的太阳风中低,这对于研究日球层等离子体片的起源有着重要意义。此外,研究还发现日球层电流片和等离子体片在不同事件中不同的位置关系,而且通过比较不同卫星对同一事件的观测,发现了等离子体片是一个准稳态的结构。
    3、提出了地球弓激波反射的质子和在下游加热的理论,和实验测量数据吻合。提出了地球弓激波下游α粒子的加热理论,发现α粒子可以在波的作用下获得能量从而被加速,该理论得到了CLUSTER观测的验证。
    4、目前主要在主持关于空间科学先导专项“磁层-电离层-热层耦合小卫星星座探测计划(MIT)”背景型号的研究工作,该项目是第一批进入先导专项背景型号研究的项目,总投资在2000万以上。


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