我科學家首次揭開“等離子體云塊”神秘面紗

　　獨特的地理位置，使地球南北兩極產生許多奇異的自然現象。在極區高空大氣中，飄忽不定的“等離子體云塊”常常對人類通訊、導航、電力設施和航天系統等造成危害。一個由中國極地研究中心主導的國際合作團隊，首次揭開“等離子體云塊”的神秘面紗。國際頂級學術期刊《科學》3月29日在線發表了這一研究成果。

　　太陽時刻噴射著大量能量巨大的“太陽風”高速等離子體，不斷撞擊著包括地球在內的太陽系所有行星的大氣層。地球之所以能免為傷害，是因為擁有天然屏障——全球性磁場。它可以有效阻擋和偏轉大多數太陽風帶電粒子，防止與地球大氣層發生直接相互作用。

　　據論文第一作者張清和博士介紹，由于極區的惡劣自然環境和觀測數據的缺乏，等離子體云塊的“身世”一直是個謎，尤其是在惡劣空間天氣環境下如何形成和演化，是困擾國際空間天氣和通訊導航等領域科學家的一大難題。

　　該團隊分析了大量數據，從中挑選出200多個災害性空間天氣事件加以深入分析，并開展相應的計算機模擬實驗。利用國際超級雙子極光雷達網和全球定位系統地面接收機的聯合觀測數據，首次直接觀測到2011年9月26日一次強磁暴襲擾地球期間，極區電離層等離子體云塊的完整演化過程。研究人員首次發現，磁力線的“相遇與重組”(夜側磁重聯)在等離子體云塊演化過程中扮演著重要的“開關”角色。所謂“磁重聯”，是太空中常見的一種物理現象，是指當兩條磁極方向相反的磁力線無限接近時，分別斷開并“重新聯結”的物理過程。當夜側磁重聯發生時，攜帶云塊運動的開放磁力線因重聯而閉合，相當于“開關”打開;當夜側磁重聯停止時，“開關”關閉。

　　中國極地研究中心主任楊惠根研究員表示，該成果將為極區電離層建模和空間天氣預報提供重要物理依據，具有很高科學價值。