本站讯  近日，国家重大科技基础设施--子午工程2023年度优秀成果评选揭晓。由山东大学“太阳爆发及其对行星空间环境的影响”攀登计划创新团队极区电离层—磁层耦合课题组报送的“极盖区不均匀体的形成与演化机理研究”项目脱颖而出，成功获评“子午工程2023年度优秀成果奖”（获奖名单见图1）。博士研究生王翔宇、张端及博士后马羽璋为主要完成人，山东大学为主要完成单位。

图1 子午工程2023年度优秀成果奖获奖名单

极区是日地能量耦合的关键区域，磁力线在这里高度汇聚并垂直向太空开放，太阳风和磁层的粒子和动力学过程会沿开放磁力线直接映射到极区电离层，并驱动产生等离子体云块、马轭型极光等不均匀体结构。这些不均匀体结构给人类的通讯、导航、电力设施和航天系统等造成很大的危害。因此，厘清极盖区不均匀体的形成和演化机理及相关日地耦合过程，有助于服务极区空间天气建模及预报。

本成果利用我国子午工程中山站高频雷达所属的南北极SuperDARN雷达网、黄河站极光全天空成像仪等设备观测数据，并结合磁流体动力学模拟结果，研究了典型极盖区不均匀体的形成和演化机理。研究结果如下：（1）行星际磁场长时间强北向形成内边界向高纬合并致使极盖区近乎消失的马轭型极光，预示着地球磁层近乎闭合的演化过程。（2）喉区极光内部存在精细结构，其中由极光粒子沉降产生的高密等离子体从亚极光带向极盖区输运，进而形成等离子体云块。（3）日侧高密等离子体云块被重联引起的极向运动极光结构局部加热后进入极盖区，使得其电子温度衰减（即粒子沉降减少）逐渐转变为冷云块。这些结果有助于我们深入理解不同行星际磁场条件下的极盖区动力学过程，并为极盖区空间天气建模和预报提供物理依据。

本次优秀成果评选，展示了子午工程勇于创新、积极作为，在推动科技自主创新和支撑国家重大需求等方面发挥的良好作用。下一步，空间科学攀登计划创新团队将聚焦空天强国建设等国家重大战略，继续深度参与子午工程等国家重大任务，持续深化融合发展、不断强化有组织科研，积极产出高水平原创性科研成果。

【相关链接】

1、 聚焦国家需求和原创产出子午工程2023年十大成果出炉----国家空间科学中心 (nssc.ac.cn)

2、 Wang, X.-Y., Zhang, Q.-H., Wang, C., Zhang, Y.-L., Tang, B.-B., Xing, Z.-Y., Oksavik, K., Lyons, L. R., Lockwood, M., Zong, Q.-G., Li, G.-J., Liu, J., Ma, Y.-Z., & Wang, Y. (2023). Unusual shrinkage and reshaping of Earth,s magnetosphere under a strong northward interplanetary magnetic field. Communications Earth & Environment, 4(1), 31. https://doi.org/10.1038/s43247-023-00700-0

3、 Zhang, D., Zhang, Q.-H., Oksavik, K., Xu, T., Xing, Z.-Y., Lyons, L. R., Han, D., Zhang, H., Ma, Y., Hu, Z., Liu, J., Wang, Y., & Wang, X. (2023). Do the throat auroras create polar cap patches? Geophysical Research Letters, 50, e2022GL102263. https://doi.org/10.1029/2022GL102263

4、 Ma, Y., Zhang, Q., Lyons, L., Oksavik, K., Xing, Z., Hairston, M., Nanan, B., Hu, Z., Wang, Y., & Zhao, S. (2023). A Comparative Study on the Hot Dense Plasma and Cold Patch by Using Multi-Instrument Observations. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 128(6), e2022JA031166. https://doi.org/10.1029/2022JA031166