2024-09-20
岩石圈-海洋-大气圈层-近地空间耦合是当前日地空间物理研究的前沿科学问题。发生于2022年1月15日剧烈的汤加火山爆发，不仅激发了传遍全球的大气和电离层扰动，同时也引发了区域广泛的海啸，中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气重点实验室中高层大气和电离层研究室的李钦增副研究员和徐寄遥研究员等人利用子午工程气辉台网的观测，与新西兰科学院地质核物理研究所以及美国国家大气中心科学家合作，对此次火山爆发引发的海洋-大气各圈层耦合进行了深入的观测研究
岩石圈-海洋-大气圈层-近地空间耦合是当前日地空间物理研究的前沿科学问题。发生于2022年1月15日剧烈的汤加火山爆发，不仅激发了传遍全球的大气和电离层扰动，同时也引发了区域广泛的海啸，中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气重点实验室中高层大气和电离层研究室的李钦增副研究员和徐寄遥研究员等人利用子午工程气辉台网的观测，与新西兰科学院地质核物理研究所以及美国国家大气中心科学家合作，对此次火山爆发引发...
2024-05-20
2024年5月20日，国际超级双极光雷达网（SuperDARN）2024年研讨会在北京国际会议中心开幕。 会上，“十三五”国家重大科技基础设施“空间环境地基综合监测网”（子午工程二期）重大设备之一北方中纬高频雷达网发布了首批科学探测结果，标志着我国在高频相干散射雷达技术和科学研究方面取得新突破，并将高水平国际合作走实走深。
2024年5月20日，国际超级双极光雷达网（SuperDARN）2024年研讨会在北京国际会议中心开幕。 会上，“十三五”国家重大科技基础设施“空间环境地基综合监测网”（子午工程二期）重大设备之一北方中纬高频雷达网发布了首批科学探测结果，标志着我国在高频相干散射雷达技术和科学研究方面取得新突破，并将高水平国际合作走实走深。 探测结果包括：从2024年5月10日特大磁暴期间、龙井西高频雷达第15波位上的探测结果可以看出，...
2024-05-10
子午工程团队成员武汉大学和中国科学院国家空间科学中心研究团队，利用子午工程MST雷达和海南VHF雷达的建设、升级改造和运行，在VHF频段阵列雷达探测中高层大气和电离层方向开展了许多探测技术类和物理机制类研究，通过发展新的探测技术来推进空间物理机制研究，又基于物理机制研究的需求改进升级观测设备和探测技术。在2023年开展了一系列先进设备研制、技术实现和多种设备联合观测相关工作，理论研究和技术成果发表在多篇《JGR: Space Physics》上，该成果被评选为子午工程2023年度优秀成果。
? 现代中高层大气探测技术开始于20世纪初，随着无线电技术的发展以及无线电探空仪的研制成功，使得人们从地面及以上几百米的探测高度迅速上升到对流层和低平流层高度范围。20世纪40年代，探空火箭技术的进步又进一步将大气探测高度提高到100 km范围，同时无线电波在不同尺度空气团块上产生反射和散射的理论日臻完善，一大批大气遥感仪器，如风廓线雷达、中频雷达、流星雷达、声雷达、激光雷达等相继应用到中高层大气参数的探测...
2024-04-15
？ ？ 子午工程团队成员中国极地研究中心研究团队，利用南极中山站相干散射雷达、数字式电离层测高仪和通门式磁力计的联合观测数据，在磁层-极区电离层耦合系对太阳风暴响应的瞬时观测特征方面开展了研究工作。通过利用子午工程极区自主空间环境立体观测系统进行日地能量耦合过程探测，研究结果揭示了能量粒子沉降影响电离层不均匀体动力学特征，获取了极区高空大气对太阳风暴的瞬时响应特征，给出了场向电流及电离层电场的驱动变化规律。相关工作发表在学术权威期刊《JGR：Space Physics》上。作者为刘建军、Shibaji Chakraborty和陈相材，该成果被评选为子午工程2023年度优秀成果。
? 极区是地球通向外层空间的天然窗口，近乎垂直汇聚在极区的磁力线与空间等离子体电性相通，漏斗状的磁场几何位形利于太阳风-磁层耦合及磁层顶动力学过程在极区投影聚焦。因此，极区电离层成为呈现日地空间环境变化的显示屏。太阳活动事件经由行星际空间传播至地球，在极地上空以绚丽多彩的极光、电离层及地磁扰动等形式呈现。极地考察站成为理解空间物理过程及空间环境影响的重要观测平台。极区空间环境除受到太阳光照、季节...
2024-03-15
子午工程团队成员中国科学技术大学薛向辉教授研究团队，利用子午工程地基多台站的电离层数字测高仪，结合卫星天基观测数据与太阳活动等信息，在电离层突发E层的人工智能建模与预报方面开展了相关工作。该研究阐述了外界因素与突发E 层的复杂关系，揭示了电离层E区域气候学演化的主要过程与控制因素，对探索地球中高层大气的结构和长期演化具有重要意义。相关工作已经发表在学科权威期刊《Atmospheric Chemistry and Physics》上。第一作者为田鹏浩，通讯作者为于秉坤研究员和薛向辉教授。该成果被评选为子午工程2023年度优秀成果。
太阳辐射会使地球大气发生电离，电离层不规则体是电离产生的等离子体分布不均匀而出现的结构。在海拔80至130千米的高度，这部分区域的大气在太阳辐射下发生部分电离并产生大量的电子，被称为电离层E层。同时外太空流星体进入这片区域会产生由金属成分（钠、铁等）组成的烧蚀物质。这些金属成分在复杂的外界因素下汇聚形成稠密的E区不均匀体（突发E层），其产生和出现具有很强的不确定性，演化机制也尚未明确，但是却极大的影...
2024-02-28
【子午工程山东大学团队，利用子午工程多台地基观测设备及PPMLR-MHD数值模型，对极盖区不均匀体结构的形成与演化过程进行了系列研究。研究发现了地球磁层近乎完全闭合事件（学界已知磁层开放磁通量最小的事件）、提出了喉区极光产生极盖区等离子体云块的机制、揭示了冷热云块转变的物理机理。相关成果分别发表于学科权威期刊：《Communications Earth & Environment》，《Geophysical Research Letters》，《JGR: Space Physics》。第一作者分别为博士生王翔宇、张端，博士后马羽璋，通讯作者均为张清和教授，该成果被评选为子午工程2023年度优秀成果?！?
“小楼一夜听春雨，深巷明朝卖杏花”。风云变换、冷热交替、日夜轮转、四时更迭，低层大气的天气和气候时至今日仍然深刻影响着人们的生产生活。而随着人类的探索范围逐渐走向更高远的星辰大海，宇宙空间中的天气变化对人类活动的影响已不可忽略。地球极地区域是开向太空的天然窗口，是空间天气变化最直观、最活跃的关键区域之一。在这里来自太阳风的高能带电粒子能如落雨一般沉降至极区电离层激发绚烂极光；太阳风与地球磁层相...
2024-02-27
日冕物质抛射(CME)及其伴随激波常?；岣厍蚩占浠肪炒淳缌业娜哦?，产生一系列地球物理效应，如磁暴、电离层暴、热层暴、高能粒子暴等，危及空基和地基技术系统的安全，给社会经济造成巨大损失；因而准确预测CME/激波的到达时间是空间天气研究和预报的一个重要方面。作为国家重大科技基础设施“空间环境地基综合监测网”(子午工程二期)的标志性设备，稻城圆环阵太阳射电成像望远镜是目前全球规模最大的综合孔径射电望远镜，可以在米波波段对CME的爆发和近太阳传播过程进行高精度射电频谱和成像监测。
日冕物质抛射(CME)及其伴随激波常?；岣厍蚩占浠肪炒淳缌业娜哦幌盗械厍蛭锢硇в?，如磁暴、电离层暴、热层暴、高能粒子暴等，危及空基和地基技术系统的安全，给社会经济造成巨大损失；因而准确预测CME/激波的到达时间是空间天气研究和预报的一个重要方面。作为国家重大科技基础设施“空间环境地基综合监测网”(子午工程二期)的标志性设备，稻城圆环阵太阳射电成像望远镜是目前全球规模最大的综合孔径射电望远镜，...
2024-02-01
为贯彻落实习近平总书记提出的“早出成果、多出成果，出好成果、出大成果”重要指示，进一步推动子午工程原创成果产出，大力推进子午工程科技创新水平，1月29日，子午工程2023优秀成果评选会议在京召开，会议邀请了来自子午工程科技委和用户委的14位委员作为评选专家，子午工程用户委副主任曹晋滨院士担任专家组组长，会议由子午工程中心主任李晖研究员主持。2023年度，子午工程数据服务于前沿科学研究和国家重大战略需求，运行...
2023-07-19
子午工程团队成员中国科学院地质与地球物理研究所研究团队，利用子午工程东经120°流星雷达链观测数据，在流星雨普查与中高层大气动力学变化性等方面开展了一系列工作。在国内首次实现了从硬件建设到软件开发的全流程流星雨探测，研究结果揭示了天龙座流星雨流星特征及爆发规律、获取了中层顶区域重力波动量通量年际间变化、给出了非迁移大气潮汐波动的逐日变化规律。相关工作已分别发表在学科权威期刊：《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》，《JGR: Atmospheres》和《Remote Sensing》上。第一作者为周旭博士后和李怡工程师，该成果被评选为子午工程2022年度优秀成果。
“陪你去看流星雨落在这地球上”，流星雨的降临给世人带来种种浪漫遐想。其实，每天都有数不胜数的流星光临地球，只是绝大部分在穿越大气层时即“半道崩殂”。风过留声，流星经过应留痕，流星体进入地球大气，经历溅射、碎裂、烧蚀和蒸发等过程，在高空产生持久的金属离子层?？蒲Ъ颐撬伎甲拍艽诱庑疤焱饫次铩钡暮奂Ｖ谢竦媚男┬畔⒛兀可鲜兰?0年代有科学先驱开始尝试用雷达来观测流星，通过分析接收到流星余迹反射的无线电...
2023-06-06
子午工程团队成员山东大学空间科学研究院张清和教授研究团队，将子午工程高频雷达数据与天基卫星、地基测高仪数据相结合，研究了冷、热云块发生率对局地等离子体输运和粒子沉降的不同依赖性关系，太空台风的发生条件以及时空分布特征，以及夜间增强现象在中高纬地区主导的形成机制和影响因素。该系列成果相关学术论文已分别发表于空间物理专业期刊《Geophysical Research Letters》、《Frontiers in Astronomy and Space Sciences》和《JGR: Space Physics》上，第一作者分别为张端博士生、陆盛硕士生和赵凌新博士生。文章通讯作者均为张清和教授。该成果被评选为子午工程2022年度优秀成果。
太阳风与地球磁层的相互作用过程可以直接映射到极区电离层，引起等离子体云块、太空台风等不均匀体和夜间增强等异常现象。等离子体云块是极区电离层最为常见的不均匀体，可分为热云块和冷云块两类；而太空台风是一种在磁极点附近新发现的不均匀体，因其具有台风气旋状的极光形态而得名。夜间增强是电离层电子密度日变化的异常行为，表现为F2层电子密度峰值在夜间由衰减转为增强。这些结构、现象会影响无线电波在极区电离层的传...
2023-05-26
【子午工程团队成员中国科学院地质与地球物理研究所团队，利用子午工程地基台站的电离层测高仪、流星雷达、GNSS-TEC以及地磁观测数据，结合其他地基观测台网如南中国电离层不均匀体与闪烁观测网（IONISE）、中国大陆构造环境监测网络等数据，对中国及周边地区静日和扰动日的多种电离层扰动结构和不均匀体进行观测研究相关工作已分别发表在地球物理/空间物理专业期刊《JGR: Space Physics》、《Journal of Space Weather and Space Climate》、《Remote Sensing》、《Space Weather》和《Advanced Space Research》上。通讯作者分别为李国主研究员和刘立波研究员，第一作者分别为孙文杰高级工程师、刘立波研究员、杨雨嫣博士生、马晗博士生和Tariq M. Arslan博士生。该成果被评选为子午工程2022年度优秀成果?！?
电离层的等离子体密度受到等离子体产生率、等离子体复合率和输运过程的影响。一般来讲，日出之后由于光电离的作用，等离子体产生率较高，等离子体密度会逐渐增大，并在正午附近达到最大值；日落之后由于太阳辐射的消失，等离子体密度逐渐降低，在午夜附近达到最小值。然而，由于电离层自上受到来自太阳活动的影响，自下受到来自低层大气和地球活动的影响，因此存在着各种时空尺度的扰动结构和不均匀体。而中国扇区所处的中低纬...
2023-01-20
【中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气重点实验室领域科学家何茂盛研究员及其合作者 Jeffrey M. Forbes教授，基于“子午工程”漠河站以及同纬度的德国朱利叶斯鲁站的流星雷达观测，发展了行星尺度波动的双站台探测技术，并利用该技术，首次观测到了罗斯比波的二次谐波产生现象。该研究成果以“Rossby wave second harmonic generation observed in the middle atmosphere” 为题在线发表于《自然-通讯》（Nature Communications）上。该文章作为精选亮点被编辑推荐，并刊登在近期《自然-通讯》焦点内容页面上Astronomy and planetary science (nature.com)】
罗斯比波又称行星波，是旋转流体中以科里奥利力为回复力沿纬向传播的横波（基本原理如图1所示）。罗斯比波的时空尺度极长。其波长与载波流体的尺度相当，波动周期比载波流体的旋转周期长。相关的探测需要在长时间段内对来自多个经度扇区的载波流体进行连续和同步的监测。此外，罗斯比波的耗散性和瞬态性使相关探测更具挑战性。这使得罗斯比波成为近地空间中为数不多的在理论上先被预测之后才被观测到的现象之一。图1 罗斯比波...
2022-12-22
中高层大气充满了复杂的光化学及动力学过程，从中层区域的30公里延伸到100公里乃至更高的区域，伴随出现很多重要而有趣的特征；主要分布在80-105km的大气金属层，包含钠、钾、铁、钙等多种成分。需要获取原子、离子、风场、温度多元参数，从而进行金属层演化，以及重力波，大气环流相互作用等大气动力学问题研究。在子午工程激光雷达一期工作基础上，中国科学院国家空间科学中心、中科院武汉精密测量研究院、海南师大、中南民族...
2022-09-23
子午工程团队成员中国科学技术大学薛向辉教授研究团队，利用子午工程地基多台站钠激光雷达数据、电离层数字测高仪数据，结合卫星数据和全球模式对大气金属原子层和电离层偶发E层（即大气金属离子成分）开展了观测和预报研究，包括：
（1）首次利用多台站钠激光雷达观测链、卫星观测和大气模式，系统开展了金属钠原子层的全球观测和模式研究。通过分析钠原子密度的全球时空分布特征及其随高度、纬度和季节变化，比较金属层原子和离子的时空变化规律，揭示了突发钠层等现象背后的物理机制。
（2）建立了全球电离层偶发E层的经验模型，并利用北京电离层数字测高仪观测数据对模型输出进行标定和对比，验证了模型结果的准确性。相关工作发表在欧洲地球科学联合会《Atmospheric Chemistry and Physics》期刊和美国地球物理学会《Space Weather》期刊上，薛向辉教授为通讯作者，于秉坤博士为第一作者。
论文在发表后受到了全球学者的广泛关注，荣获2022年“Wiley中国开放科学高贡献作者”奖。该成果被评选为子午工程2022年度优秀成果。
距离地面三十公里以上的中高空大气由于密度十分稀薄，极易受与人类日常生活息息相关的对流层天气和太阳辐射、太阳风高能粒子事件等扰动而产生剧烈变化，直接影响航天器飞行轨道衰变和寿命。中高层大气的研究，对空间活动和通讯定位系统的安全保障有重要意义。一百公里高度附近的中高层大气属于卫星向下探不到、探空气球向上够不着的探测盲区。激光雷达是中高层大气探测的主要手段，通过利用共振荧光激光雷达探测中高层大气区域...
2022-07-22
极区平流层爆发性增温事件（Stratospheric Sudden Warming，SSW）是常见于冬季半球极区平流层的爆发性大气升温事件。SSW事件发生时，极区平流层大气温度通常在短短几天之内突然上升几十度，且伴有极区东向风的迅速衰减甚至反转为西向风。这一事件会对全球大气能量的再分配起到重要的影响。子午工程建设团队成员——武汉大学电子信息学院张绍东教授研究团队，利用子午工程沿东经120°E部署的漠河站、北京站、武汉站流星雷达链的...
