地球大气的中间层顶与低热层构成了一个至关重要的区域，该区域内的物理及化学过程受到源自低层大气与近地空间能量传输的显著影响。中性风在理解中层顶区域的动力学特性、物质输运机制以及能量收支平衡等方面具有至关重要的作用，同时，中性风场也是大气模型中的关键性参数。太阳活动与空间天气全国重点实验室徐寄遥研究员团队成功研制出一种基于非对称空间外差光谱技术（Asymmetric Spatial Heterodyne Spectroscopy，ASHS）的光学干涉仪（如图1所示）。该干涉仪能够 ...

空间等离子体湍流是一类复杂现象，核心特征体现为湍流扰动能量的非线性跨尺度传输。在太阳风中，磁场扰动功率谱密度（PSD）通常呈现三个显著的幂律区间，且由两个谱拐点分隔：小尺度拐点标志着从磁流体力学（MHD）尺度到离子动理学尺度的过渡，大尺度拐点则将 MHD 惯性区（对应卫星坐标系下满足 f⁻⁵/³ 分布的频率区间）与更大尺度下更平缓的 f⁻¹ 标度区明确划分。这一标志性谱特征具有普遍性，在地球、火星、金星、土星等多颗行星的磁鞘中均有观测记录。明确湍流扰动的物理本质意义重大，目前 ...

冕洞是太阳大气中磁场呈开放结构的区域，其内部温度较低、密度较小，可持续释放高速太阳风。在太阳活动周的下降阶段，冕洞由高纬向低纬迁移，使高速流更频繁抵达地球并影响空间环境。由于冕洞在经向上的分布不均，加之太阳自转（约27–28天）的调制，地球空间中会出现27–28天及其谐波（如9天、13.5天）等周期信号。此前，这些周期性变化已在热层和电离层多项参数中被观测到；相较之下，对磁层是否存在对应周期性的研究仍然不足。中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气全国重点实验室的李泉翰特 ...

磁层对流是太阳风能量向地球磁层输入的关键路径，由日侧磁重联和夜侧重联共同驱动，并直接控制电流体系、极光活动和地磁扰动的演化。尽管南向 IMF 是触发磁层对流的必要条件，但太阳风速度如何系统性调控对流重建的时间尺度、空间结构以及穿透深度，一直缺乏完整的量化研究。近日，太阳活动和空间天气全国重点实验室的研究人员朱明慧、戴磊等人，基于全球磁流体（MHD）模拟，系统对比了高速（约 800 km/s）和低速（约 400 km/s）太阳风背景下磁层在南向 IMF 转向后的响应过程。研究首 ...

日冕物质抛射(CME)及其驱动行星际激波是引发重大空间天气事件的主要源头。这些高速等离子体团从太阳爆发而出，当其相对运动速度超过背景介质中的特征速度时，便会在日冕/行星际空间产生激波。激波在传播过程中能加速当地粒子，产生射电暴和高能粒子事件，后者会严重危害在轨运行的航天器安全以及宇航员生命健康。激波到达地球轨道后还会压缩向阳面磁层顶，对磁层内波活动以及行星大气离子逃逸都有重要影响。随激波到达的行星际日冕物质抛射(ICME)内部如果存在南向磁场，则会触发地磁暴，进而严重影响卫星 ...

准确确定太阳风参数对日地空间环境研究具有重要的意义。传统获取太阳风参数的方法依赖于日冕与行星际MHD模型的耦合，而后者需要前者在0.1 AU处的运算结果作为内边界条件后再进行传播计算，该过程计算量大、耗时长，难以满足实时的空间天气预报需求。为此，空间中心太阳活动与空间天气全国重点实验室（以下简称天气室）沈芳研究员团队与比利时荷语鲁汶大学Stefaan Poedts教授团队合作，引入了机器学习技术，实现太阳风参数在0.1AU处的快速重建与预测，为高效、实时的空间天气预报提供新思 ...

磁鞘作为太阳风与行星磁层相互作用的关键区域，就像是地球的"太空护城河"，其内部的等离子体处于高度湍动的状态。磁鞘湍流在太阳风-磁层耦合中发挥着重要作用，对磁鞘内离子加热和磁层动力学过程有着重要的影响。对地球磁鞘湍流的研究表明，在MHD尺度，其谱指数在磁鞘不同区域呈现出不同的观测特征，存在着空间演化。同时，磁鞘中丰富的波动与结构（如离子回旋波、镜像模结构等）也能够对磁鞘湍流及其演化产生影响。然而，受限于地球磁鞘的尺寸，湍流的演化可能不够充分。木星拥有太阳系中最大的磁鞘，其尺寸是 ...

近日，我实验室戴磊研究员等人撰写的评述论文《磁暴和亚暴：研究进展与展望》发表于2025年第27期《科学通报》（Chinese Science Bulletin）“国家自然科学基金项目进展评述”专栏。论文系统总结了磁暴与亚暴研究的最新进展，并提出了以“磁层对流演化”为核心的未来研究框架，为研究太阳风–磁层相互作用的物理机制提供了新的思路。磁暴和亚暴是典型的太阳风–磁层耦合暴发模式，是空间天气预报研究的关键科学问题。以2024年5月10日为例，地球空间爆发了近二十年来最强的磁暴， ...

探究固体地球、低层大气和近地空间环境的相互作用机理，是当前日地空间物理研究的前沿课题，也是国际子午圈大科学计划（IMCP）的核心研究主题之一。在该计划的全球布局中，南美地区是至关重要的核心观测区域之一。位于该地区的中国科学院南美空间天气实验室，作为计划的先行先试平台，承担着重要的观测与研究任务。近期，中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气全国重点实验室中高层大气和电离层研究室与巴西国家空间研究院（INPE）合作，利用巴西圣玛丽亚观测台站的双通道气辉观测系统（630.0 ...

亚极光区极化流（Subauroral Polarization Stream, SAPS）是存在于地球亚极光区（极光卵赤道侧）的高速等离子体流动，是磁层-电离层系统耦合作用的主要表现之一，其活动特征与空间天气扰动（如磁暴、亚暴）密切相关，对航天器轨道、卫星通信等关键领域影响显著。 亚极光极化流（SAPS）的研究始于 20 世纪 70 年代，目前学界对两类 SAPS 的认知呈现 “昏侧研究深入、晨侧探索有限” 的特点：从昏侧 SAPS 来看，作为最早被发现、观测数据最丰富的类型 ...