一门新兴的边缘学科——日地物理学

一、日地物理学以及它的研究对象太阳和地球是与我们人类关系最密切的两个天体。研究太阳活动对地球影响的学科就叫做日地物理学,有时也叫做日地关系。这门学科是太阳物理学与地球物理学以及其它学科交叉渗透而形成的一门新的边缘学科。要准确地确定它的“生日”是很困难的。但可以肯定地说它诞生于国际地球物理年(IGY)以后。日地物理学的主要研究对象是:太阳微粒流和电磁发射的变化量;太阳上发射源的物理过程以及它们     

太阳的另一面

太阳会向地球喷射粒子流,而且一些带电粒子会破坏人造卫星。目前预测这些太阳风暴还是很困难的,但是一些物理学家相信,未来几年我们将面临更大规模的太阳暴发——     

地日距离是如何测定的

公元前3世纪,阿里斯达克斯第一次提出以太阳为中心的宇宙观,并且试图从科学上推断出地球到太阳的距离,其方法是观测上弦月。在上弦月时,地球、月亮、太阳三者组成的角应当为90度,测量这个角后,利用几何学原理就可以算出地球到太阳的距离。不幸的是,测量这个角度很困难,他的测量值是87度。根据这     

探讨我国在太阳物理领域中螺度研究的进展

太阳是距离地球最近的恒星,不仅对于日地空间环境具有重要的影响,而且作为独一无二的天然等离子体实验室,有助于理解宇宙中电磁相互作用的基本过程.螺度作为描述矢量场属性的基本参量,在理解太阳物理研究的核心课题——太阳磁场的起源和磁场能量的释放机制方面具有重要意义.本文探讨了螺度的基本概念(包括磁螺度、电流螺度、运动学螺度等),以及我国太阳物理学家在螺度研究中的主要进展,并对未来太阳物理中螺度研究的问题做了一些探讨.     

太阳的振动

近年来,太阳的振动的研究取得了相当大的进展,它提供了一种探测太阳内部的重要手段。《太阳的振动》一文介绍了什么是太阳振动、太阳振动能提供的有关太阳内部结构的那些重要消息、目前的研究进展及尚待探讨的理论和观测方面的课题。     

耀斑-激波在日球子午面内的传播特征

一、引言 近太阳空间,同耀斑一类日冕瞬变过程相联系的高速等离子体物质和背景介质之间是否存在重要的动力学相互作用过程,是了解日地系统能量传输过程的关键问题之一,具有初边值的意义,该问题于70年代中期提出,由于空间观测的局限,一直进展甚微,近几年来,我国一些研究工作发现,耀斑-激波在于午面内的传播,将由于双极冕洞磁场位形(近太阳为盔形)     

太阳——地球物理学和它的未来

太阳—地球物理学是从研究太阳对大气层的电磁辐射和粒子辐射作用以及研究地球磁场而发展起来的。太阳—地球物理学最初研究电离层、磁暴、极光和太阳的闪光。目前,太阳—地球物理学包括许多发生在太阳大气中的现象,导致物质和能量经行星际空间向地球转移的复杂过程。众所周知,在电离层变化的各种类型与在行星际空间中太阳的起源过程是紧密相关的。类似的依赖关系表现在地球上的天气条件的变化。可惜,太阳—地球物理学不包括气象学。然而,人们还是研     

太阳高能粒子的日冕逃逸时间与日冕加速源

太阳高能粒子事件爆发的初期, 太阳高能粒子的加速地点在日冕. 由于太阳高能粒子的观测主要在1 AU附近, 因此, 太阳高能粒子的日冕加速源只能依靠综合观测的资料来推测. 目前太阳高能粒子日冕加速源的研究主要通过研究太阳高能粒子的谱、太阳高能粒子的电荷态、太阳高能粒子的日冕逃逸时间, 并结合多波段的观测资料等方法来开展. 太阳高能粒子日冕逃逸时间的计算是研究太阳高能粒子日冕加速源的重要方法之一, 也是常用的方法之一. 结合大量的太阳高能粒子观测与研究事例, 该文详细介绍了太阳高能粒子日冕逃逸时间计算得到的一些重要研究结果, 同时也介绍了每一种方法的特点. 结合典型的相对论太阳高能粒子事件的研究事例, 讨论分析了利用太阳高能粒子日冕逃逸时间推测得到的几个相对论太阳高能粒子事件日冕加速源和可能的实际加速源, 指出了利用太阳高能粒子的日冕逃逸时间推测太阳高能粒子日冕加速源时可能存在的问题.     

太阳立体探测任务设想

太阳空间探测在太阳物理前沿科学问题研究和空间天气预报应用研究方面具有重要的意义.人类在60余年的太阳空间探测活动中,取得了一系列重要成果,但仍存在诸多根本性重大问题有待解决.太阳立体探测可以克服单视角观测的局限,获取全方位、多要素的物理数据,促进解决太阳物理中的重大科学问题.本文介绍了太阳内部结构和磁场起源、太阳活动机理研究、太阳活动的全日球空间天气效应和空间天气预报模式研究4个科学目标,太阳立体探测任务空间布局、系统组成和探测器总体设计,以及太阳立体探测任务的有效载荷配置和主要技术指标.     

新方法可提前24小时预测太阳耀斑

<正>预测太阳耀斑是困难的,因为我们并不清楚耀斑如何被触发。虽然在耀斑发生时,望远镜可以观测到并提供一些警告,但高能粒子可以在短短8分钟内到达地球——这不但可能会危及宇航员的健康,而且还会在我们作出反应之前就损坏卫星。近日,一个日本研究团队利用与太阳耀斑相关的强磁场设计的"卡帕方案",可以在太阳耀斑发生前数小时预测其发生。研究团队将该方法应用于2008年至2019年期间的数据,结果能够提前24小时预测9个最大的耀斑(被称为"X级耀斑")中的7个。这种预测太阳耀斑的新方法可以让我们在太阳耀斑发生前提前做好准备,规避潜在风险。     

人造卫星太阳能发电站

太阳时时刻刻向地球输送大量的光和热,地面上每年接收到太阳能量约有6×10~(17)千瓦小时,是目前全世界每年消耗能量的几万倍。利用太阳能是人类自古以来梦寐以求的理想。但由于地面上的太阳能比较分散,又不能储存,而且其日射量随昼夜、晴雨、四季而变化,利用太阳能就有很大困难。随着现代科学技术的发展,太阳能利用的前景将越来越广阔。     

基于自动特征提取方法的太阳耀斑预报模型

在太阳耀斑预报模型中,首先需要从原始观测数据中提取刻画太阳活动区特性的物理特征参量,然后使用统计或机器学习方法寻找物理特征参量与太阳耀斑发生的关系,以达到建立太阳耀斑预报模型的目的.其中,太阳活动区物理特征的提取在整个建模过程中发挥着重要的作用,活动区物理特征的优劣直接决定着预报模型性能的高低.然而,随着机器学习技术的发展,机器学习方法中的深度学习算法能够从原始数据中自动提取特征,并建立预报模型.本文利用深度学习方法建立了一个太阳耀斑预报模型.与先提取活动区物理参量、再建立预报模型的传统机器学习方法相比较,本文所建立的预报模型具有更好的预报性能.     

“人造小太阳”是怎样炼成的

<正>自然界中最容易实现核聚变的地方是太阳,因为太阳发光发热的原理就是核聚变,而且已经持续了50多亿年。我们为了利用太阳核聚变产生的光和热而发明了太阳能电板、太阳能热水器、太阳能路灯和还未实现的太阳能汽车等等,但这远不是利用核聚变能的终极手段。真正的开始,应该是人类去操控核聚变过程,将核聚变这一不可控的过程变成可控的过程。那么,核聚变如何才能从不可控变为可控呢?     

太阳对流区模型

太阳是目前仅有足够空间分辨率的恒星。日震学提供一种探测太阳内部结构与运动的强有力的手段。因此太阳成为检验恒星演化和对流理论最理想的试验场。此外,研究太阳对流区结构对揭示太阳磁场起源和太阳活动的机理具有重要的意义。 一个成功的太阳对流区的模型要受到如下因素的制约:(1)原始太阳经过大约45亿年的演化后,必须具有其目前的光度和半径;(2)它必须给出与观测一致的太阳振荡频率;(3)     

封面说明

正高分辨太阳观测图像对研究太阳物理有着非常重要的意义,但由于地基太阳望远镜受地球大气湍流等因素的影响,很难直接获取到高分辨的太阳观测图像.基于大量的短曝光观测数据,Knox-thompson法和重谱法是目前最为广泛应用的高分辨重建算法,但存在重建算法运算量大、耗时长、重建速度慢等一系列难题,严重影响了太阳高分辨观测的开展.昆明理工大学王锋教授快速高分辨太     

彗星对太阳系诞生的线索

除了想了解这些壮观的不速之客的自然愿望之外,对彗星的组成的研究还有一个很重要的科学原因。人们一般地认为彗星保持着早期(行星形成时代)太阳系情形的特有记录,彗星的这种记录比其他行星的都要完整得多。彗星比行星小得多,因此其内部产生的作用可以忽略,而他们在远离太阳的地方度过了大部份的时间,使得由太阳诱发的过程也可以忽略。     

太空反射镜一扫冬季阴霾

我们小时候常常用镜子玩反射阳光的游戏:把一面镜子放在太阳底下对着别人,别人会感受到刺目的阳光.或许我们那时没有想到,这样一个简单的游戏中蕴含着一定的科学道理,可以解决人们冬季缺少阳光的困难.     

我国首颗探日卫星“羲和号”发射成功

<正>近期,我国在太原卫星发射中心采用长征二号丁运载火箭,成功发射首颗太阳探测科学技术试验卫星"羲和号"。该星将实现国际首次太阳Hα波段光谱成像的空间探测,填补太阳爆发源区高质量观测数据的空白,提高我国在太阳物理领域的研究能力,对我国空间科学探测及卫星技术发展具有重要意义。     

中国科学院和苏联科学院1958年4月19日日环食联合观测队工作报告

日环食观测队的科学研究任务对我们地球上的各种现象来说,太阳起着极重大的作用。过去对太阳的观测只限于用光学的方法。最近,由于无线电学方面所获得的成就,特别是无线电测位技术和超高频技术的发展,使我们有可能研究太阳在射电波(无线电波)段的辐射并借此进一步了解太阳的物理情况。太阳上的射电波是从围绕着光球的太阳大气中发出的。波长愈长的射电波发出自愈高的大气层。因此,对太阳的射电观测使我们能够研究太阳大气的结构和活动过程。太阳色球层的射电辐射在厘米波段。到现在为止,对色球层的研究还很少。而此次观测则以厘米波     

人需要多少日光

太阳对人类生存有着十分重要的作用。没有太阳,人的身体和心灵就会患病,太阳是我们的生命维生素,我们需要太阳与需要空气一样。下面是科学家们研究提出的日光与人的几个关系问题。 一.日光与心灵 在夏日中午晒10分钟,身体会得到巨大的动力。太阳经我们的眼睛直接对大脑产生作用。在大脑里,敏感的松果体捉住光脉冲,马上把它转变为能量。这种松果体调节人体激素的平