我国行星物理学的发展现状与展望 被引量：9

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作者 戎昭金 崔峻 +7 位作者 何飞 孔大力 张金海 邹鸿 李力刚 尧中华 魏勇 万卫星 《中国科学院院刊》 CSSCI CSCD 北大核心 2019年第7期760-768,共9页

半个世纪以来,伴随着人类在深空探测领域内取得的各种重大科学发现,人们对地球、行星以及太阳系有了更深入的认识和理解。这些发现不仅深化了人类对自然的认识,牵引和带动了科学技术的快速发展,同时还孕育并催生了行星物理学等交叉学科... 半个世纪以来,伴随着人类在深空探测领域内取得的各种重大科学发现,人们对地球、行星以及太阳系有了更深入的认识和理解。这些发现不仅深化了人类对自然的认识,牵引和带动了科学技术的快速发展,同时还孕育并催生了行星物理学等交叉学科的兴起和发展。文章在分析国内外行星物理学发展现状的基础上,阐述了行星物理学与传统学科及我国未来深空探测任务之间的相互关系,指出了我国未来行星物理学研究的主要发展方向,并对该学科的未来发展给予了适当建议。 展开更多

关键词 行星物理学 深空探测 学科发展 规划建议

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空间物理学科发展战略研究 被引量：1

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作者 王赤 汪毓明 +12 位作者 田晖 李晖 倪彬彬 符慧山 雷久侯 薛向辉 崔峻 尧中华 罗冰显 张效信 张爱兵 张佼佼 李文亚 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期9-42,共34页

空间物理学是人类进入空间时代后迅速发展起来的一门新兴的多学科交叉的前沿基础学科。其将太阳和太阳风控制的日球层空间作为一个系统,研究太阳/太阳风与行星/彗星的上层大气、电离层、磁层乃至星际介质之间的相互作用。空间物理学从... 空间物理学是人类进入空间时代后迅速发展起来的一门新兴的多学科交叉的前沿基础学科。其将太阳和太阳风控制的日球层空间作为一个系统,研究太阳/太阳风与行星/彗星的上层大气、电离层、磁层乃至星际介质之间的相互作用。空间物理学从本质上讲是一门实验科学,空间物理探测是空间物理学发展的基础。进入新世纪,随着空间基础设施和人类高技术活动的日益频繁,空间物理学进入新的发展阶段,强调科学与应用的密切结合。近年来,空间物理学取得了一系列重要进展。本文对接国家自然科学基金委地球科学部“宜居地球-地球系统科学”的顶层战略设计,梳理总结近年来空间物理各学科发展动态和趋势,凝练中国空间物理学未来发展的重点领域,优化学科布局,推进空间物理各学科的高质量发展。 展开更多

关键词 空间物理 发展动态 战略规划

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THEMIS双卫星对磁尾高速流减速的联合观测 被引量：3

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作者 商文赛 尧中华 +7 位作者 史全岐 孙为杰 傅绥燕 刘江 田安民 宗秋刚 濮祖荫 肖婷 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期297-305,共9页

磁尾等离子体片高速流的运动和减速过程对于磁层粒子的加速、磁场的扰动、磁通量的输运和亚暴的触发以及磁尾电流系统的形成都具有重要意义。2009年2～4月,THEMIS卫星中的2颗星（THA和THE）在空间中经常具有相近的XGSM和YGSM坐标,但具... 磁尾等离子体片高速流的运动和减速过程对于磁层粒子的加速、磁场的扰动、磁通量的输运和亚暴的触发以及磁尾电流系统的形成都具有重要意义。2009年2～4月,THEMIS卫星中的2颗星（THA和THE）在空间中经常具有相近的XGSM和YGSM坐标,但具有差别较大的ZGSM坐标。我们利用这种特殊构型的2颗卫星对经过等离子体片中心和边界层附近的高速流进行了联合观测研究。通过个例和统计分析发现,在89%的地向高速流事件中,距离中性片较远的卫星先观测到高速流,其速度以平行于磁场的分量为主,并且95%的事件中距离中性片较远的卫星所探测到高速流X分量的速度最大值要比在片中心探测到的高速流数值更大。假设等离子体片边界层附近的平行高速流匀速传播,而对于中心等离子体片的高速流,我们分别应用匀减速模型与突然减速模型进行分析,发现高速流减速起始的位置大部分位于距离地球15 Re的区域，这与中磁尾重联发生区域比较接近。此外,统计结果表明等离子体片中心高速流前端往往伴随着明显的偶极化锋面特征，而远离中性片的地方偶极化锋面的特征则不明显。 展开更多

关键词 高速流 等离子体片 偶极化锋面 磁场重联 亚暴

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地球磁层软X射线信号的辐射特性研究

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作者 孙天然 张颖洁 +3 位作者 韦飞 彭松武 尧中华 王赤 《地球与行星物理论评（中英文）》 2023年第5期541-557,共17页

太阳风-磁层耦合和地球空间的动力学过程是空间天气的基本驱动要素,在系统尺度上认知这些过程对于空间物理和空间天气的研究至关重要.太阳风电荷交换(solar wind charge exchange, SWCX)机制的提出,为磁层大尺度特性研究提供了一种全新... 太阳风-磁层耦合和地球空间的动力学过程是空间天气的基本驱动要素,在系统尺度上认知这些过程对于空间物理和空间天气的研究至关重要.太阳风电荷交换(solar wind charge exchange, SWCX)机制的提出,为磁层大尺度特性研究提供了一种全新的探测方式,即地球磁层的软X射线成像. SWCX发生在太阳风中的高价态重离子(例如C^(6+)、N^(7+)、O^(7+)、O^(8+)等)和中性原子或分子(例如地球空间中的中性氢原子,日球层中的中性氢原子和氦原子,彗星和其它行星上的水分子、CO_(2)等)发生碰撞时.太阳风离子得到一个或多个电子后进入激发态,随后在回到基态的过程中释放出一个或多个软X射线波段的光子.地球磁层的SWCX软X射线辐射主要发生在日侧的磁鞘和极尖区,因此利用软X射线大范围成像技术可以对磁层进行远距离全景成像,从而在大尺度上认知太阳风-磁层相互作用的基本模式.在此背景下,中欧联合空间科学卫星计划太阳风-磁层相互作用全景成像卫星(Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer, SMILE)得到立项和实施. SMILE卫星将针对日下点附近区域的磁层顶、弓激波、部分极尖区和地球极光进行成像探测,同时对太阳风等离子体和磁场进行原位测量. SMILE卫星计划于2024—2025年发射.本文将阐述地球磁层软X射线辐射的机制、回顾磁层软X射线辐射观测证据及辐射特性方面的研究、总结磁层信号的模拟仿真进展、介绍磁层成像探测计划,并提出未来行星磁层软X射线成像探测的概念. 展开更多

关键词 太阳风-磁层耦合 X射线成像 数值模拟

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中近磁尾等离子体片统计特性研究 被引量：2

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作者 张帅 田安民 +5 位作者 史全岐 孙为杰 尧中华 傅绥燕 宗秋刚 濮祖荫 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期411-418,共8页

本文使用Cluster-C1卫星的CIS仪器和FGM仪器测量得到的质子通量数据和计算的β数据,判断Cluster卫星在地球磁尾不同位置位于等离子体片内的概率.使用2001—2004年7—11月的Cluster-C1数据,分别在行星际磁场南向和北向时,得出X<-10RE... 本文使用Cluster-C1卫星的CIS仪器和FGM仪器测量得到的质子通量数据和计算的β数据,判断Cluster卫星在地球磁尾不同位置位于等离子体片内的概率.使用2001—2004年7—11月的Cluster-C1数据,分别在行星际磁场南向和北向时,得出X<-10RE区域内卫星位于等离子体片的概率在Y-Dz平面的分布图(Dz是卫星到中性片的距离).通过对比行星际磁场南向和北向时的卫星位于等离子体片的概率的分布图,我们发现等离子体片在行星际磁场南向时比在行星际磁场北向时要薄,并且这个效应在磁尾晨昏两侧比在午夜附近明显,同时我们还发现等离子体片在晨侧比在昏侧厚. 展开更多

关键词 质子通量 行星际磁场 晨昏不对称

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冷湖赛什腾山光学天文台址勘选结果及暗夜保护 被引量：2

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作者 邓李才 杨帆 +22 位作者 何飞 陈孝钿 张春光 孙唯佳 李睿玥 段晓苇 王坤 任安炳 刘念 罗志全 罗杨平 刘其利 盘军 平一鼎 赵勇 尧中华 田才让 许存平 樊万珍 张仙 马季芳 曹子皇 李彬 《青海科技》 2022年第3期46-59,共14页

青海省地处中国版图的中部偏西地区,大部分位于青藏高原,地势高耸。海西州的柴达木盆地海拔在3000米左右,四周由海拔4000米~6000米的山岭环绕。整个区域的气候特征是干燥少雨,地貌以戈壁荒漠为主。冷湖镇位于青、甘、新三省区交界处,高... 青海省地处中国版图的中部偏西地区,大部分位于青藏高原,地势高耸。海西州的柴达木盆地海拔在3000米左右,四周由海拔4000米~6000米的山岭环绕。整个区域的气候特征是干燥少雨,地貌以戈壁荒漠为主。冷湖镇位于青、甘、新三省区交界处,高山沙漠的气候特征尤为明显,长期历史记录显示,冷湖地区平均年降水量在20毫米以下,日照充沛,地貌奇特,夜空晴朗。各种环境因素显示这里具备良好的天文观测基础条件。同时,该区域有大面积的风蚀雅丹,且比邻新疆的塔克拉玛干沙漠,这些成为了天文台址选址的不利因素。2017年10月,青海省海西州政府与国家天文台、紫金山天文台、西华师范大学联合启动了冷湖光学天文台址勘选。在青海省、州政府的支持下,我们取得了冷湖赛什腾山区光学天文观测台址勘选的重大成果。文章基于历史气象记录、卫星遥感数据和光学天文观测台址参数监测数据的统计分析并结合数值模拟,呈现冷湖赛什腾光学天文台址的质量。优质的光学天文台址是天文学领域获取原创性科学成果的战略资源,文章也针对台址资源的规划和保护,从选址科学任务的角度进行讨论。 展开更多

关键词 冷湖 赛什腾山 光学天文 台址勘选 暗夜保护

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木星软X射线极光产生机制与探测科学展望 被引量：1

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作者 尧中华 孙天然 《地球与行星物理论评》 2022年第2期236-237,共2页

极光是行星大气的发光现象,普遍存在于太阳系行星,也被认为存在于太阳系外行星.极光辐射反映的是行星空间环境的高能粒子动力学过程.在太阳系内,木星具有最强的极光辐射,提供给我们重要的遥感手段来理解木星空间高能粒子环境.此外,木星... 极光是行星大气的发光现象,普遍存在于太阳系行星,也被认为存在于太阳系外行星.极光辐射反映的是行星空间环境的高能粒子动力学过程.在太阳系内,木星具有最强的极光辐射,提供给我们重要的遥感手段来理解木星空间高能粒子环境.此外,木星的软X射线是太阳系最特殊一类极光现象,其产生机制显著区别于主要由电子沉降激发的木星的紫外极光. 展开更多

关键词 行星大气 太阳系外行星 极光 高能粒子 发光现象 软X射线 遥感手段 光辐射

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巨行星空间环境研究进展 被引量：2

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作者 尧中华 郭瑞龙 +2 位作者 袁憧憬 潘东晓 许严 《地球与行星物理论评》 2021年第5期543-560,共18页

太阳系八大行星分为类地行星和巨行星,巨行星不仅体积和质量大,其磁场也相对更强.土星的磁矩大约是地球的600倍,而木星的磁矩则有地球的20000倍之大.土星和木星巨大的磁矩也让其拥有比地球大很多的巨型磁层空间.等离子体在巨行星的磁层... 太阳系八大行星分为类地行星和巨行星,巨行星不仅体积和质量大,其磁场也相对更强.土星的磁矩大约是地球的600倍,而木星的磁矩则有地球的20000倍之大.土星和木星巨大的磁矩也让其拥有比地球大很多的巨型磁层空间.等离子体在巨行星的磁层空间中受到强大的电磁力而产生复杂的加速和输运过程,持续产生空间能量物质扰动.本文将回顾巨行星磁层空间的能量物质循环基本图像、辐射带高能物理过程、磁层电离层耦合过程以及巨行星磁层空间的关键基本等离子体物理过程,尤其结合中国学者在这一领域的最新研究进展进行介绍. 展开更多

关键词 巨行星 磁层 极光 磁重联

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Sr_(0.7)Bi_(0.2)TiO_(3)改性Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3)基薄膜电储能特性的优化

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作者 王鑫 郝华 +4 位作者 李东旭 曹明贺 尧中华 甘小燕 刘韩星 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1374-1383,共10页

无铅(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)(BNT)基弛豫铁电薄膜以其高Curie温度和大极化在介质储能中受到广泛关注,然而较低的击穿电场限制了它们的应用。选择Sr_(0.7)Bi_(0.2)TiO_(3)(SBT)作为固溶组元,通过组分调控提高薄膜击穿强度,优化储能性... 无铅(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)(BNT)基弛豫铁电薄膜以其高Curie温度和大极化在介质储能中受到广泛关注,然而较低的击穿电场限制了它们的应用。选择Sr_(0.7)Bi_(0.2)TiO_(3)(SBT)作为固溶组元,通过组分调控提高薄膜击穿强度,优化储能性能。结果表明:BNT–xSBT薄膜均为单一钙钛矿结构,没有明显的第二相。随SBT含量增加,晶胞参数先增大后降低,介电常数略微下降,介电损耗保持稳定,击穿强度先上升后降低。最终,在最优组分样品BNT–0.40SBT中获得了3622.25 kV/cm的高击穿强度和85.99 J/cm^(3)的高储能密度。这种优异的能量存储密度和出色的稳定性,表明样品BNT–0.40SBT是脉冲功率和电力电子应用电容器的有前途的候选者。 展开更多

关键词 电介质电容器 薄膜 击穿强度 储能性能

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木星磁场研究:回顾与展望

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作者 顾炜东 魏勇 +4 位作者 尧中华 高佳维 王誉棋 何飞 戎昭金 《地球与行星物理论评（中英文）》 2024年第6期638-651,共14页

不同行星的内部结构与内部动力学过程不同,因此有的行星有内禀磁场,有的则尚未发现内禀磁场.行星的内禀磁场或大气与太阳风相互作用会形成磁层或感应磁层.不同特征的磁场、大气、卫星会使行星周围形成不一样的空间环境,进而对行星的演... 不同行星的内部结构与内部动力学过程不同,因此有的行星有内禀磁场,有的则尚未发现内禀磁场.行星的内禀磁场或大气与太阳风相互作用会形成磁层或感应磁层.不同特征的磁场、大气、卫星会使行星周围形成不一样的空间环境,进而对行星的演化过程产生不同的影响.探测行星磁场对了解行星的内部结构与内部动力学过程、空间环境和演化过程都有重要意义,因此行星磁场往往是行星探测关注的主要物理量之一.在对木星磁场的探测中,人们发现木星有着太阳系行星中最大的磁矩和磁层,木星表面磁场图像显示出明显的南北差异性和磁异常区(大蓝斑)等非偶极化特征,木星与地球大相径庭的内部结构也使木星发电机的结构和机制显得复杂和难以确认.本文对木星磁场的研究历史进行了回顾,并且以Juno时代对木星磁场的研究为主介绍了现在对木星磁场的认知,同时对未来的木星磁场研究和探测进行了展望,建议在未来的木星探测中携带进入木星大气的探针,并在探针上装载探测磁场的载荷,从而实现首次对木星磁场的进入大气的实地探测. 展开更多

关键词 木星 行星磁场 行星探测

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冷湖行星光学遥感发展与展望 被引量：6

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作者 何飞 尧中华 魏勇 《地球与行星物理论评》 2021年第4期361-372,共12页

行星科学是当今科学前沿领域,是我国科技战略的重要组成部分,是国家自然科学发展水平和综合国力的集中体现.行星科学是研究太阳系内与系外行星、卫星、彗星等天体和行星系的基本特征,以及它们形成和演化过程的科学,以深空探测为主要研... 行星科学是当今科学前沿领域,是我国科技战略的重要组成部分,是国家自然科学发展水平和综合国力的集中体现.行星科学是研究太阳系内与系外行星、卫星、彗星等天体和行星系的基本特征,以及它们形成和演化过程的科学,以深空探测为主要研究手段,由地球科学、空间科学、天文学等学科交叉产生.行星空间环境是行星多圈层耦合系统的重要部分,是行星与星际空间进行物质和能量交换的关键区域,对行星环境演化具有重要影响.行星空间分布着不同成分的中性大气,不同密度和能量的空间等离子体,具有不同强度和位形的磁场,在太阳风变化或行星内部驱动力的驱动下发生不同时间/空间尺度的物质输运、能量沉积/耗散等过程.从全局角度理解行星空间的物质和能量输运是研究行星物质逃逸和环境演化的关键.光学遥感手段可以弥补传统就位探测方法无法捕捉全貌、无法区分时空变化的不足,特别是地基光学遥感,成本低、可维护、可长期观测、可快速响应等,能产出重要的研究成果.本文介绍光学遥感的原理,光学遥感的行星科学应用.在此基础上,介绍中国科学院地质与地球物理研究所建立的中国首个地基行星遥感中心——冷湖行星地质观测中心,并对未来发展进行展望. 展开更多

关键词 行星 空间环境 光学遥感 冷湖

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2023年行星物理学热点回眸

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作者 魏勇 柴立晖 +21 位作者 陈一定 范开 高佳维 何飞 乐会军 李国主 林红磊 綦超 戎昭金 宋玉环 孙伟家 王誉棋 吴兆朋 徐长仪 闫丽梅 尧中华 袁憧憬 乐新安 张驰 张辉 张金海 钟俊 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期99-113,共15页

2023年,行星物理学作为行星科学的一个主干分支学科,呈现出百花齐放、交相辉映的态势。中国的行星物理学还发展出一些新兴的领域,如太阳与行星磁场发电机过程、地球与行星空间环境长期变化、地球与行星多圈层耦合过程等,为中国未来深空... 2023年,行星物理学作为行星科学的一个主干分支学科,呈现出百花齐放、交相辉映的态势。中国的行星物理学还发展出一些新兴的领域,如太阳与行星磁场发电机过程、地球与行星空间环境长期变化、地球与行星多圈层耦合过程等,为中国未来深空探测的跃升发展奠定了坚实基础。选择20个行星物理研究领域,以中国行星物理学的进展和热点为主线,置之于世界和历史的时空横纵之中,展示了中国和世界行星物理学的发展态势。 展开更多

关键词 深空探测 行星科学 行星物理学

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冷湖行星光学观测望远镜建设进展 被引量：1

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作者 何飞 王英强 +3 位作者 赵勇 尧中华 戎昭金 魏勇 《青海科技》 2023年第2期29-35,共7页

2021年11月,国务院学位委员会印发了2020年学位授权自主审核单位增列的学位授权点名单,正式批准中国科学院大学行星科学一级学科博士学位授权点,开启了行星科学在我国的科教融合发展。为了支撑学科发展,依托冷湖优质的光学观测资源,中... 2021年11月,国务院学位委员会印发了2020年学位授权自主审核单位增列的学位授权点名单,正式批准中国科学院大学行星科学一级学科博士学位授权点,开启了行星科学在我国的科教融合发展。为了支撑学科发展,依托冷湖优质的光学观测资源,中国科学院地质与地球物理研究所成立了冷湖行星地质观测中心,中国科学院大学地球与行星科学学院成立冷湖行星科学实习基地,在赛什腾山建造两台望远镜,服务于行星科学研究和教学工作。从2020年夏季开始,中心的两台光学望远镜——口径0.8米的行星大气光谱望远镜(PAST)和口径1.8米行星物理望远镜(PPT)陆续开始了建设。目前已完成了PAST望远镜的建设,开始调试和试运行。PPT望远镜预计将于2023年底完成建设。届时,两台望远镜将相互配合开展行星科学观测与研究工作,同时将与冷湖天文观测基地的其他天文望远镜相互配合,开展前沿科学研究。 展开更多

关键词 冷湖 赛什腾山 行星科学 望远镜

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基于“天问一号”、“火星快车”、MAVEN卫星观测的火星上游太阳风等离子体特征对比

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作者 范开 闫丽梅 +16 位作者 魏勇 张爱兵 孔令高 Markus FRANZ 何飞 柴立晖 袁憧憬 王誉棋 钟俊 戎昭金 尧中华 潘永信 崔峻 何建森 李文亚 唐斌斌 王赤 《中国科学：地球科学》 CSCD 北大核心 2022年第5期955-965,共11页

太阳风是火星大气逃逸和表面液态水损失的主要能量来源之一,获取火星上游太阳风观测资料对于认识火星气候演化历史、揭示火星古气候“大灾变”事件成因存在重要意义.2020年10月31日至2021年1月25日,中国首次火星探测任务——“天问一号... 太阳风是火星大气逃逸和表面液态水损失的主要能量来源之一,获取火星上游太阳风观测资料对于认识火星气候演化历史、揭示火星古气候“大灾变”事件成因存在重要意义.2020年10月31日至2021年1月25日,中国首次火星探测任务——“天问一号”在地火转移轨道对火星上游2600万公里处的太阳风等离子体进行探测.探测时间处于第25个太阳活动周极小年,即太阳活动较为平静的时期,探测结果为研究弱太阳活动条件下地-火转移轨道的太阳风环境积累了重要数据.经过仪器视场分析与数据噪声压制,“天问一号”观测的太阳风等离子体密度、速度与多个卫星的观测结果基本吻合.研究结果表明,“天问一号”轨道器搭载的火星离子与中性粒子分析仪探测结果可靠、仪器运行稳定.期待“天问一号”环火阶段对火星空间重离子信息的探测以及未来多卫星联合探测模式为研究火星离子逃逸及大气演化历史等重要科学问题带来新的机遇. 展开更多

关键词 天问一号 火星 等离子体 太阳风

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磁尾磁重联湍动区域内磁零点簇的演化 被引量：1

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作者 郭瑞龙 濮祖荫 +6 位作者 傅绥燕 谢伦 Malcolm Dunlop Yulia V.Bogdanova 何建森 王新 尧中华 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第24期2757-2757,共1页

磁重联是等离子体中改变磁场拓扑形态并将磁能转化为粒子的动能和热能的物理过程,是空间等离子体物理领域重大的理论基础问题.在三维磁重联理论中,磁零点（磁场为零的点）是磁场拓扑结构的组成要素.

关键词 磁重联 磁尾 等离子体物理 点簇 湍动 理论基础问题 拓扑结构 物理过程 卫星观测 重构方法

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