首次发现!山东大学科研团队揭开“太空台风” 神秘面纱!

来源:齐鲁网

2021-02-26 09:04

发表于山东

齐鲁网·闪电新闻2月26日讯 张清和,空间物理学家,山东大学空间科学研究院教授、“极区电离层-磁层耦合课题组”的负责人,多重头衔加身的他也还是会为2月22日18时获得的认可激动不已。

那一刻,世界权威性的自然科学杂志《自然·通讯》在线发表了他领导团队的科研成果“地球极区电离层与磁层发现类似台风或飓风现象”,这意味着在人类历史上,“太空台风”的神秘面纱首次被揭开。

台风或飓风以其超强的破坏力和有规律、成周期地“光顾”陆地被人们广知,那么在地球高层大气中是否存在低层大气中所发生的这种强烈气旋——台风或飓风?多年来,全球科学家一直在努力寻觅它的踪影。

但由于高层大气空间浩大、环境恶劣,长期以来这一区域观测缺乏,类似台风或飓风的现象一直没有被发现。直到2014年8月20日北极上空出现的一种巨型极光亮斑引起了张清和的注意:“卫星在800公里高度往下拍极光的照片,通常情况下在磁极点处是没有极光的,非常吃惊会出现这么亮的一个亮斑,而且体现出台风的这种结构,这是怎么形成的?一直没有人回答这个问题。”

张清和与研究人员经过分析,这次发现的“亮斑”与台风或飓风的特征非常类似,他们利用高分辨率的计算机数值模拟完美还原了这个现象。“ 这个结构跟我们在地面观测到的现象结构上非常相似,这就证实了在我们地球极区100公里以上的高空,也存在着台风(飓风)这样类似的结构,我们把它命名为“Space Hurricane”,也就是“太空台风”。

这个发现将更新人们对太阳风-磁层-电离层耦合过程的认识:“出现这么强的电流或者粒子沉降,就相当于给地球打开了一个通道,外面的粒子可以‘掉’下来,里面的东西可以‘逃逸’出去,它的能量耦合甚至可以跟超级磁暴期间的地磁活动相比拟。”

 经过进一步观测与三维磁流体力学模型模拟对比分析,张清和团队还揭示了“太空台风”形成的机制,它的存在将对相关区域内的无线通讯导航与定位、卫星的正常运行等带来影响,而科研团队则要弄清它的形成和演化规律,进行建模预报,进而采取一些措施应对可能的不利影响。比方说卫星穿越这样区域的时候,把相应的载荷或设备关闭,受到高能粒子影响的风险可能就会大大降低。

另外,由于全球气候的变化,北冰洋的冰层最近几年融化速度加快,如果未来可以通航,将大大节省运输的时间和成本,张清和说,一旦实现通航,北极地区的通讯导航保障就是非常迫切的问题,所以发现这种结构并且研究它,意义重大。

此项研究历时近两年,受国家自然科学基金、国家子午工程和国际空间科学研究所等项目支持,是山东大学空间科学研究院作为山大科研体制机制改革试点之后取得的多项科研亮点成果之一。

 闪电新闻记者 李静15 卢怡婷  威海台 冯超 报道

来源:齐鲁网

综合广播

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