极区电离层是日地能量耦合过程中关键区域之一，太阳风-磁层相互作用会在极区电离层引起众多不均匀体结构。极区电离层等离子体云块就是其中一种，其由密度高出背景两倍以上的等离子体团组成。通常认为，脉冲式日侧磁重联的发生使得开闭合磁力线边界向赤道方向光致电离区域拓展，随后携带局地的高密度等离子体沿逆阳方向的电离层对流向极盖区运动而形成等离子体云块。等离子体云块形成之后，在电离层对流的进一步作用下继续沿逆阳方向进入并跨越极盖区，最后在夜侧磁重联的调制下离开极盖区。在其形成和演化过程中，其 ...

2024年5月活动区13664/13668，接连产生X级耀斑并伴随连续的日冕物质抛射（CMEs），地磁响应指数达到G5级，Kp指数达到了9，Dst指数更是下降到-412 nT。这样强的地磁响应事件最近的一次还要追溯到20多年前著名的“万圣节”事件，Dst下降到-422 nT。纵观历史上几次著名的大磁暴事件，比如在进入航天时代之前1859年的卡林顿事件，Dst指数达到惊人的-850 nT。再如1989年，进入航天时代后最严重的一次空间天气事件，即加拿大的“魁北克”事件，Dst指 ...

磁场重联是太阳-地球系统能量耦合的基本过程，通过将太阳风的能量传输到地球磁层，驱动磁层的对流运动。这一过程是跨尺度能量传输的核心机制，而非麦克斯韦电子速度分布则是重联过程中能量转移的重要动力学指标，既可作为诊断工具，也为等离子体波动的产生提供自由能来源。中国科学院国家空间科学中心天气室王赤院士团队特别研究助理任勇和戴磊研究员等人，基于MMS（Magnetospheric Multiscale Mission）卫星的原位观测，首次在磁层顶扩散区附近揭示了一种此前鲜有研究的“胶囊 ...

日冕物质抛射（CME）包含较强的磁场和大量高能等离子体，这些等离子体和磁场从低日冕爆发并进入行星际空间。当CME到达地球或其他行星时，可引发空间天气事件。CME的磁场是影响空间天气的一个关键因素，而CME的旋转会改变CME到达地球和其他行星的磁场形态。前人的研究发现CME在低日冕发生明显的旋转过程，但通常认为CME在行星际传播过程不太可能发生旋转。近日，天气室博士生马孟暄（第一作者）、杨利平研究员（通讯作者）、沈芳研究员（共同通讯）等与中国科学技术大学地空学院申成龙教授、汪毓 ...

太阳风加速问题一直是太阳物理领域的研究热点之一。自从尤金·帕克于1958年提出太阳风理论以来，建立用于解释太阳风加速机制的模型通常需要1AU处的太阳风观测结果作为约束条件。 帕克太阳探测器（Parker Solar Probe, 简称“PSP”）是历史上第一个进入太阳大气观测的航天器，为研究年轻太阳风的起源和加速提供了宝贵的机会。 实验室刘颍、王瑞课题组从PSP前17轨的观测中，鉴定出所有稳定的冕洞太阳风，冕流太阳风，以及低马赫数边界层（LMBL）太阳风。其中，LMBL是刘颍 ...

我国嫦娥五号月球探测器于2020年12月着陆于月球正面风暴洋克里普地体（Procellarum KREEP Terrane，PKT）的东北部，并成功采回1731 g月壤样品。前人对返回样品的研究推进了对月球年代学、月球晚期火山活动和岩浆演化机制的认识。斜锆石是月球玄武岩中常见的副矿物，广泛用于U-Pb年代学研究；同时，撞击作用可能会导致斜锆石发生形变和相变。因此，斜锆石的研究对于确定岩石的形成时代和演化历史具有重要意义。月球样品中斜锆石的成因机制主要有两种：一种是在岩浆晚期结 ...

日冕物质抛射（CME）是日冕物质在较短的时间内被大规模抛出太阳的一种现象，是太阳大气中最剧烈的爆发活动之一。CME携带着巨大的质量和磁通量，速度可达每秒几千公里。通常，CME从太阳传播到地球需要2-4天。到达地球后，由CME引发的地磁暴可能会影响航空安全、卫星操作、无线电通信、电力传输以及许多其他高科技活动或设施。因此，需要可靠的预测和早期预警，以便采取适当的措施以减少潜在损失。近日，天气室沈芳研究员团队提出了一种结合深度学习框架和物理信息的新机器学习模型用于预测CME到达时 ...

由于火星全球性的磁场非常微弱，太阳风可以与火星大气直接相互作用，并在这个过程中与其中性逃逸层物质作用形成了丰富的“拾起离子”。除太阳极紫外辐射光致电离以外，从火星大气逃逸的中性成分，主要通过与太阳风等离子体进行电荷交换产生“拾起离子”H+和O+。在这个过程中，离子被太阳风对流电场加速，在等离子体静止参考系下速度空间内形成环-束状粒子分布（ring-beam distribution）。由于显著偏离麦克斯韦分布，环-束流速度分布函数是非常不稳定的，可以激发如质子回旋波之类的一系 ...

金星等离子体环境为研究基本等离子体物理过程提供了更好的天然实验室，比如无碰撞弓激波的形成与变化，因为与地球磁层相比，金星电离层作为太阳风遇到的障碍物，其尺度变化较小。当磁声速太阳风被金星电离层阻挡，并随后减速到亚磁声速度时，就会形成一个弓激波。根据磁流体力学（MHD）理论，无碰撞弓激波是朝向太阳传播并停留在太阳风中的快磁声波。因此，弓激波的位置取决于磁声马赫数，即太阳风速度和磁声速的比值。尽管磁声马赫数具有重要意义，但考虑到太阳活动和行星际磁场的作用，弓激波的变化则复杂起来。 ...

地球极区环境的变化会通过冰冻圈与大气的强耦合过程影响大尺度环流异常，进而对区域气候和环境产生较大影响，是全球气候变化的敏感区。作为极区环境的重要要素之一，极区中间层臭氧会不断受到来自太空的能量粒子影响。沉降在极区的能量粒子能够电离大气分子产生奇氢（HOx）和奇氮（NOx），进而加剧臭氧的催化损耗过程。极区能量粒子沉降分两种情况，一种来自太阳质子事件（SPE），主要的沉降范围为极盖区；另一种是来自辐射带的能量电子沉降事件（EEP），影响范围为（亚）极光椭圆带。目前，关于这两类极 ...