月球地质年代表将月球的地层按形成的时间顺序划分为不同的时代, 能够清晰地表达月球的整体演化历史，是开展月球地质研究、进行月球地质填图的基础。一个完善的月球地质年代表应当既包含月球的重要演化事件又能够刻画月球的各个演化阶段，是对月球地质演化历史的完整、系统的反映。当前的月球地质年代表形成于阿波罗时期，受限于探测数据的分辨率和覆盖率等因素，对月球全球性演化尤其是月球背面的认识还不够全面。自20世纪90年代以来，月球探测和月球科学经历了巨大的发展，更先进的样品测试分析技术以及海量高 ...

湍流现象随处可见，湍流的存在使得原本规则有序的世界变得混沌。湍流被看成是非线性世界的典型代表，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼曾将湍流称为“经典物理学中最后一个尚未解决的重要问题”。而在日球层空间以及更广袤的宇宙中也广泛存在磁化等离子体湍流，因其呈现出阿尔芬波的极化特性，又称为阿尔芬性湍流。阿尔芬性湍流可以加热和加速太阳风，调制日-地以及太阳-行星空间天气活动，被认为是塑造日球层的关键因素之一。此外，等离子体湍流对星际云的坍缩、恒星形成、宇宙射线的产生和加速、宇宙背景 ...

月球作为最近邻地球的自然天体，已成为世界各国争相探测的重要目标，因而我们需要对其表面环境展开深入研究。月球代表的是一类无大气天体，太阳风可直接与其表面相互作用。这种相互作用一方面可造成月壤晶格损伤，产生纳米铁及水分子，即造成空间风化效应；另一方面也会通过溅射释放一部分月壤成分，为月球气体外逸层提供产生源。因此，研究太阳风与月面相互作用不仅有助于认识月表物质构成和演化历史，同时也对理解月球水和气体的产生和分布特征具有重要意义。月面太阳风通量是研究太阳风与月面相互作用的关键参数。 ...

火星是太阳系内与地球最为相似的天体，风是其表面最重要的外营力之一，特别是亚马逊纪（30亿年）以来，火星表面寒冷干燥，活跃的风沙活动塑造了沙波纹、风成条纹、横向风成脊、沙丘、雅丹等多种空间尺度和多种形态的风沙地貌（图1）。火星既有风蚀地貌也有风积地貌，风蚀地貌以雅丹和风棱石为主；风积地貌以沙丘和沙波纹为主，其中火星的沙丘主要是简单沙丘。火星风沙地貌时空分布广泛，蕴含的火星气候与环境演化信息丰富，因此，火星风沙地貌和古气候特征研究成为火星科学研究的前沿和热点之一。 图1.火星表面 ...

磁重联是等离子体中的基本过程，能改变磁力线结构并转化磁能为动能和热能，在空间物理学、天文学和实验室研究中至关重要。伴随磁重联的有多种等离子体波动，在结构形成和能量转换中起关键作用。 过去关于磁场重联中波动的观测研究，主要集中于波的特征以及激发增长研究，往往以个例研究为主。对于相互作用后续过程的波饱和，加速加热粒子等过程研究较少，波粒相互作用在能量转换中的整体图像还有待明晰。最近实验室王赤院士团队的特别研究助理任勇，戴磊研究员等，通过比较非线性拓展后的准线性理论模型和卫星统计数 ...

在过去六十年中，火星一直是人类空间探测和研究的重要目标，对火星内部、表面和大气的研究有助于研究类地行星的演化历史，并为研究地球的未来提供参考。火星没有全球性内禀磁场，太阳风可直接与火星电离层相互作用形成诱导磁层。诱导磁层的主要特征为磁场堆积，并形成类似于地球磁层顶的磁堆积边界。研究火星磁场堆积特征以及磁堆积边界结构，不仅有助于理解火星磁层形成原因、认识火星空间环境大尺度结构，也为研究太阳风粒子进入以及火星离子逃逸提供关键边界层信息。此外，研究结果也可为我国“天问一号”轨道器探 ...

开尔文-亥姆霍兹(Kelvin-Helmholtz，K-H) 波动和磁场重联(magnetic reconnection) 是地球磁层顶最为常见的两种物理现象，它们对于太阳风物质和能量向磁层输运发挥着重要作用。通常认为行星际磁场(interplanetary magnetic field, IMF)南向期间磁层顶日下点附近的磁场重联频繁发生，K-H波动常在北向IMF期间的磁层顶侧翼被观测到。然而基于线性理论，无论是北向还是南向IMF，K-H波动都可以在磁层顶激发并向尾侧演化； ...

金星与太阳风的相互作用长期以来被认为是影响其大气演化的重要因素。虽然金星没有内禀磁场，但是太阳风与金星大气相互作用可以形成一个感应磁层。感应磁层和磁鞘的磁场的三维形态关系着太阳风和行星粒子的相互作用过程，包括离子拾起过程、波粒相互作用、KH不稳定性的发生、磁张力加速粒子和磁场重联的发生等。然而以往的研究集中于感应磁层和磁尾，却缺乏对磁鞘磁场的讨论。 近日，实验室特别研究助理徐麒与副研究员谢良海等人，利用金星快车的观测数据以及磁流体力学模拟，全面分析了金星磁鞘磁场的三维形态结构 ...

电子温度是电离层一个重要物理量，它可以很好地反应电离层中磁层-电离层-热层耦合的物理过程。在子夜后日出前，该物理量有一个很有意思且重要的现象——电子温度增强。以往对该现象的研究主要在单台站和中低纬度区域，它的全球分布特征，以及其对季节性和太阳活动依赖性的研究还比较缺乏。近日，实验室中高层大气组博士生梁剑云、徐寄遥研究员、张清和教授等人合作，利用DMSP F16卫星电子温度、电子密度、能量粒子沉降和地磁场等数据，研究了在2014年和2018年磁平静期间夜侧电子温度增强分布的全球 ...

近年来，月球南极地区以其独特光照条件以及可能的水冰分布成为各国争相探测的目标。我国嫦娥七号任务计划着陆在月球南极沙克尔顿坑附近，将对月球南极月表空间环境以及水冰分布进行综合勘察。南极地区由于太阳高度角较低，很容易形成地形遮挡，造成较为复杂的月面电场分布。同时，月面带电又会带来尘埃静电迁移，这些尘埃一方面会黏附在仪器表面对探测器造成伤害，另一方面又能以冰尘混合物形式改变极区水冰空间分布。因此，我们需要对月球南极附近的电场分布以及尘埃迁移特征进行深入研究。最近，实验室谢良海副研究 ...