#你不知道的科學那些事兒# 【中國科學家首次發現「太空颱風」】北京時間2月22日18點,《自然·通訊》(Nature Communications)在線發表了山東大學空間科學研究院教授張清和領導的國際團隊最新研究成果,並被《自然》(Nature)選為了研究亮點。該研究中,科學家首次在地球極區電離層與磁層發現了類似颱風或颶風的現象,並將其命名為「太空颱風(Space hurricane)」,且揭示了其形成機制。論文傳送門:10.1038/s41467-021-21459-y

張清和帶領團隊與國內外研究者合作,利用系列先進的觀測設備或裝置以及計算機數值模擬,展開了系統研究。研究團隊所採用的「利器」包括月球軌道衛星、電離層衛星和我國南北極地面台站等,以及中科院空間中心對相關事件的高時空解析度三維太陽風-磁層-電離層耦合磁流體力學模擬。

2014年8月20日出現在北極的一種巨型極光亮斑引起研究人員的高度關注。當時,正處於一次長時間的地磁極端平靜條件下,地球北極磁極點附近出現類似於颱風氣旋狀的極光亮斑結構,其水平尺度超過1000公里。

「通常情況下,磁極點附近的極蓋區是沒有明顯極光的,極光大都發生在緯度較低的極光橢圓內。」張清和指出,「而它的亮度比極光橢圓內的極光要強得多,所以顯然這個亮斑不是我們見過的極光。」

更為全面地觀測數據表明,該結構伴隨有明顯的強的亮斑狀上行場向電流、強等離子體對流渦旋剪切、離子上行、局部電子溫度上升1000K 以上、先負后正的雙極磁場結構、沉降電子被加速到10keV以上、堪比超級磁暴的電子沉降能通量等特點。

對此,研究人員認為,其與颱風或颶風的特徵非常類似,包括中心處「颱風眼」的等離子體速度接近為0、預示著磁場存在圓形擾動等。因此,他們將這一從未觀察到的新現象命名為「太空颱風」。http://t.cn/A6txmz96

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