北京大学空间物理与应用技术研究所
Si-PIN硅条带探测器的电子学测试
随着“ 地球双 星” 等空间计划 的实施 ， 国 我 也开始了空间探测科学研究。成像谱仪也将成
为我国粒子辐射探测的发展方 向。而硅条带探
测器是这类仪器的关键器件。 我所利用微机械加工工艺和离子注入掺杂 方法 ， 尝试研制 了 Ｓ Ｐ Ｎ硅条带探测 器芯片。 ｉＩ — Ｓ Ｐ 硅条带探 测器是 在厚度为 ３０ ｍ 的本 ｉＩ －Ｎ ０／ ￣ 真半导体上注入特定离子 ， 在正 面形成 Ｐ 层 ， ＋ 在背面形成 Ｎ 层 。其 中在 Ｐ 用激光刻蚀成 ＋ ＋ １ 个 ２ｍ ｘ ３ ｍ 的灵敏条带 。灵敏条带间 ６ ０ｉ ｎ ｍ 隔为 １０ ｍ， ５／ 用氧化 层 隔离 开 ， 结构示 意 图 ｚ 其
如图 ３所示 。
成一个全方位测量 不同方向入射 电子的能谱
收稿 日期 ：０ ５１－ １ ２ ０—２１
基金 项 目： 国家 自然 科 学 杰 出青 年 基 金 资 助
（０ ２ ０ ４ ４ ４ ５０ ）
作者简介 ． 鸿 （９ ）男 ， ４ ５ １７ ， 四川 人 ， 士 ， 京大 博 北 学空 间物理与应用 技术 研究所 博 士后 ， 事空 间物 从 理与空间探测 的研究
维普资讯
第２ 卷 第 ２ ７ 期
２０ ０ ７年 ３月
核电子学与探测技术
Ｎｕ ｌ ｒＥ ｅｔｏ ｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｎｃ ｅ ｃ ｓ＆ Ｄｅｅｔ ｎＴｅｈ ｏｏ ｙ ｔｃｉ ｃ ｎ ｌｇ ｏ
Ｖ０ ７ Ｎｏ ２ Ｌ２ ．
Ｍａ ｃ ２ ０ ｒｈ ０ ７
反 向偏压 ， 然后测量在每个偏压值下 的探测器
结电容。随着反 向偏压 的增加 ， 当结 电容基 本 达到其最小值 （ 相对变化很小） ， 时 加在探测器
图 ２ 硅条 带探测器 阵列 截面示意图 。
中国科学院国家空间科学中心
博士学位授予权专业：空间物理学专业、计算机应用技术专业、地球与空间探测技术专业、电磁场与微波技 术专业
硕士学位授予权专业：空间物理学专业、计算机应用技术专业、地球与空间探测技术专业、电磁场与微波技 术专业和飞行器设计专业
工程硕士学位授予权专业：计算机技术、电子与通信工程专业
据2020年4月中心官网显示，中心建有国家重点实验室1个、中科院重点实验室3个北京市重点实验室1个、野 外台站4个；有中国科学院院士2人，中国工程院院士1人；有学术型博士研究生培养点4个、学术型硕士研究所培 养点5个、专业型硕士研究生培养点1个。截至2019年底在读研究生433人（其中硕士生231人，博士生202人）。
2012年，该中心共有在研项目665项（包括新增项目235项）。
《空间科学学报》（ChineseJournalofSpaceScience）是中国科学院国家空间科学中心（原空间科学与应 用研究中心）和中国空间科学学会共同主办的综合性学术刊物。
该期刊刊载的主要内容包括：以空间为研究对象的研究成果，以及与空间特殊环境有关的基础研究、应用研 究和高技术研究成果。具体报道范围包括：日地空间物理、空间天气学和空间环境科学、太阳系与行星科学、微 重力科学、空间生命科学、空间化学、地球空间科学、空间基础物理实验、空间天文学以及空间科学探测实验和 应用等相关技术。
中国科学院院士（专职）：王赤、魏奉思
中国工程院院士、国际欧亚科学院院士（专职）：姜景山
国际宇航科学院（IAA）院士：吴季、刘振兴、徐荣栏
国际空间研究委员会（COSPAR）副主席、美国电气与电子工程学会会士（IEEE Fellow）：吴季
国家杰出青年基金获得者：冯学尚、徐寄遥、王赤
《液晶空间光调制器在涡旋光束和矢量光束合成中的应用研究》范文
《液晶空间光调制器在涡旋光束和矢量光束合成中的应用研究》篇一一、引言近年来，随着光子技术的发展和需求的提升，光学合成技术在各种科学领域，尤其是物理和工程领域得到了广泛的关注和应用。
其中，液晶空间光调制器（LCOS）作为一种灵活且高效的光学器件，在光束合成中扮演着重要的角色。
本文将重点探讨液晶空间光调制器在涡旋光束和矢量光束合成中的应用研究。
二、液晶空间光调制器概述液晶空间光调制器（LCOS）是一种利用液晶技术进行空间光调制的光学器件。
其工作原理是通过改变液晶分子的取向来调制通过其的光波的振幅、相位和偏振态。
因此，LCOS能对输入光束进行复杂的光场处理和调制。
三、涡旋光束与矢量光束涡旋光束是一种具有螺旋相位波前的特殊光束，其具有轨道角动量的特性，在量子信息处理、微粒操控等领域有广泛应用。
而矢量光束则具有空间变化的偏振态，常用于实现特殊的偏振调控和偏振场操控。
四、液晶空间光调制器在涡旋光束合成中的应用由于液晶空间光调制器具有高精度的相位和振幅调制能力，因此它被广泛应用于涡旋光束的合成。
通过精确控制LCOS的像素单元，可以生成具有特定螺旋相位波前的涡旋光束。
此外，LCOS还可以通过调整不同涡旋光束的相对相位和振幅，实现多个涡旋光束的合成，从而生成更复杂的光场结构。
五、液晶空间光调制器在矢量光束合成中的应用液晶空间光调制器还可以用于矢量光束的合成。
通过调整LCOS的像素单元对不同区域的光波的偏振态进行独立控制，可以生成具有特定偏振分布的矢量光束。
此外，通过结合多个不同偏振态的矢量光束，LCOS可以实现更复杂的偏振场操控，从而在光学微操作、三维显示等领域展现出巨大潜力。
六、研究进展与展望随着光学器件技术的发展和需求推动，液晶空间光调制器在涡旋光束和矢量光束合成中的应用已经取得了显著的进展。
未来，随着LCOS技术的进一步发展和完善，其在更复杂的光场处理和合成中将发挥更大的作用。
此外，随着对光学系统集成度和能效的需求增加，研究者们将继续探索更高效的LCOS器件及其在多种光束合成中的应用。
太阳活动峰年对空间环境的影响
太阳活动峰年对地球空间环境的影响于向前（北京大学地球与空间科学学院空间物理与应用技术研究所，北京，100871）摘要：地球空间环境受太阳活动的直接影响和控制，在太阳活动峰年期间，太阳会爆发出强烈的带电粒子辐射和电磁辐射，剧烈影响着地球空间环境。
本文分别从太阳活动峰年对磁层、电离层和中高层大气的影响进行论述。
关键词:太阳活动峰年；地球空间环境；影响中文图书分类号：V447.1与地球类似，太阳也有季节的年变化。
只不过它一年的时间，也就是通常所说的一个太阳活动周期，是我们的11倍。
太阳活动周期通常用太阳黑子数来定义。
通常将太阳黑子数最小的年定义为太阳小年，将太阳黑子数最大的年定义为太阳大年，或者峰年。
希腊科学家Theophrastus在公元前325年第一次确认了太阳黑子的存在，并指出太阳既不是无特色的也不是一成不变的。
在随后的几个世纪，科学家采用简单的太阳投影的方法对太阳黑子进行观测，并记录下来并做成了图表。
在最近的300年，太阳黑子的平均数以大约11年的周期变化，见图1。
图1 太阳黑子数随年代的变化地球空间环境是目前人类航天器运行的主要区域，包括磁层、电离层和中高层大气中的各种环境条件。
地球空间环境受太阳活动的直接影响和控制，大多数地球空间环境的变化都可以追溯到太阳活动的变化。
太阳活动的变化主要包括电磁辐射变化和粒子辐射变化。
在太阳活动峰年，太阳黑子数最大，太阳活动变得剧烈，其产生的电磁辐射和粒子辐射增强，对地球空间环境的影响也增强，主要包括太阳质子事件和电磁辐射增强事件。
当太阳爆发时，有时会伴随日冕粒子的加速和逃逸过程，使得行星际空间高能粒子通量显著增加。
这些高能粒子一般以质子为主要成分，所以太阳爆发产生的高能粒子增强事件通常被称之为太阳质子事件。
太阳质子事件产生的质子具有粒子能量高、通量大、持续时间长等特点。
当太阳耀斑爆发时，会伴随着各种谱段的电磁辐射。
本文分别从太阳活动峰年对磁层、电离层和中高层大气的影响进行论述。
中国科学院 空间科学与应用研究中心
学科、专业名称（代码） 研究方向
０７０８２１地球与空间探测技 术 ０１．星载探测器设计、仿真
地址：北京市海淀区中关村南二
条一号 电话：０１０－６２５８２７８４
指导教师
招生 人数
考 试 科 目
邮政编码：１００１９０
联系人：张作和 许贺楠
备 注
１２
任琼英
①１０１思想政治理论②２０１
电磁场与微波技术 计算机应用技术 飞行器设计
空间科学与应用研究中心简介
中国科学院空间科学与应用研究中心（简称空间中心）是我国空间科学技 术领域的核心研究机构，已有 50 年的发展历史。空间中心在 50 年的变革与发 展中，为我国第一颗人造卫星“东方红一号”、各类应用卫星、载人航天工程、 地球空间双星探测计划和月球探测工程等重大空间科研任务的完成做出了重 要贡献。
单位代码：８００７３
联系部门：研究生部
学科、专业名称（代码） 研究方向
０７０８０２空间物理学 ０１．空间天气学（磁层物理
地址：北京市海淀区中关村南二
条一号 电话：０１０－６２５８２７８４
指导教师
招生 人数
考 试 科 目
邮政编码：１００１９０
联系人：张作和 许贺楠
备 注
１４
冯学尚
①１０１思想政治理论②２０１
▲地球与空间探测技术(070821) 地球与空间探测技术是伴随地球物理探测、航天技术的发展而兴起的一门 交叉学科，主要研究方向包括地球与空间探测原理与方法、探测物理及仿真、 地球物理探测技术（包括海洋探测技术）、空间探测工程技术、数据采集与处 理等研究。地空探测技术专业根据地球物理探测、空间环境研究以及航天工程 发展需求，综合地球内部结构研究、航天器空间环境监测保障的要求，结合相 关的技术进步，研究和发展新型地空探测的物理原理、方法以及相关的探测技 术设备。重点培养开展探测器物理设计仿真、传感器设计研制、仪器定标试验、 探测数据处分析理、能够运用探测电子学、计算机控制与通信、机械电子和光 机等专业知识和先进技术进行工程设计的实验物理人才。
北大考研-地球与空间科学学院研究生导师简介-傅绥燕
爱考机构-北大考研-地球与空间科学学院研究生导师简介-傅绥燕傅绥燕Email：suiyanfu(at)联系电话：62767194个人主页：办公室：物理北楼418职称职务：教授/高级职称党委副书记个人简历教育背景：1988年毕业于北京大学地球物理学系，获学士学位，1991年获北京大学空间物理学硕士学位。
2001年于德国不伦瑞克技术大学，获博士学位。
工作经历：1991年之后在北京大学地球物理系工作。
1993、1994年先后两次在意大利国际理论物理中心（ICTP）访问。
1996年被破格提升为副教授。
1997年赴德国马普高空大气所（MPAe）做访问研究，2001年回国到北京大学地球与空间科学学院工作，2003年晋升为北京大学教授，博士生导师。
曾任北京大学空间物理与应用技术研究所所长。
主要从事地球磁层物理方面的研究，发表与合作发表科研论文80余篇。
荣誉、获奖情况（省部级及以上）：曾先后于1992年获光华安泰青年科研成果奖，1993年获北京大学第四届科学技术成果一等奖（参加者），1995年获“宝钢优秀教师奖”，1996年获得第四届“赵九章优秀中青年科学工作奖”，2000年获教育部《中国高校科学技术奖》一等奖（参加者）。
2004年国家自然科学基金委杰出青年基金获得者，2005年基金委海外杰出青年基金合作者，2006年获得由中国科学技术委员会、中华全国妇女联合会、中国联合国教科文组织委员会联合颁发的”中国青年女科学家奖”提名奖。
学术或社会职务：现任中国空间科学学会空间物理专业委员会委员，中国地球物理学会空间天气专业委员会副主任委员，中国地球空间双星探测计划中国工作队成员，FGM 合作科学家，欧空局CLUSTER卫星计划RAPID项目合作科学家，曾任亚太地球物理学会（AOGS）磁层组学术秘书职务等，并担任《中国物理快报》等期刊特约编审工作情况及研究方向教学与主讲课程：《电磁学》《等离子体物理基础》《空间等离子体物理》所在专业与主要研究方向：磁层物理学与等离子体物理主持的主要科研课题：自然科学基金项目、国家科技部973项目、总装备部863项目等科研成果与主要论著国内外学术刊物：[1]Pu,Z.Y.,S.Y.Fu,?and?S.C.Guo,?ThePropertiesofKineticDriftUnstableModesattheMagnetopausei naCollisionlessPlasma,inProceedingsoftheSecondSymposiumonPlasma-MatterInteraction,?p.35,?1 989.[2]濮祖荫、傅绥燕、郭世宠、刘振兴,磁层顶的漂移动力学Alfven波不稳定性和反常输运,地球物理学报,V.34,?p.404,?1991.??[3]Fu,S.Y.,?Z.Y.Pu,?andZ.X.Liu,??Vortex-inducedStochasticreconnectionin?theSolarWind-Magne tospheric?Boundary?Region,?in?ThefourthInternational?SchoolforSpaceSimulations,?p.134,?199 1.*[4]傅绥燕、濮祖荫、刘振兴,?磁层顶的涡旋诱发重联和单X线重联,地球物理学报,V.36,p.553-,1993.*[5]傅绥燕、濮祖荫、刘振兴,地球磁层顶湍动重联的数值模拟,地球物理学报,V.37,p.282-,1994.*[6]濮祖荫、傅绥燕、刘振兴,磁场湍动重联的新模型,?科学通报,V.39,p.1584,1994.[7]濮祖荫、傅绥燕、李尧亭、陈祖幸、刘振兴、A.Korth、G.Kremser,磁层亚暴膨胀相的近地触发模型,空间科学学报,V.14,p.30,1994.[8]傅绥燕、濮祖荫、李尧亭、刘振兴,?磁层顶剪切系统的非线性性态和混沌,中国科学(A),V.24,p.424,1994.*??(英文版：ScienceinChina(A),37,N.12,p.1497,1994).[SCIQH632][9]濮祖荫、傅绥燕,磁场二维随机重联,非线性科学和数值模拟通讯,?p.1,?1994.[10]Fu,S.Y.,Z.Y.Pu,andZ.X.Liu,Vortex-InducedMagneticReconnectionandSingleXLineReconnecti onattheMagnetopause,J.Geophys.Res.,100,5657-5663,1995.?[SCIQR195][11]Fu,S.Y.,Pu,Z.Y.,Z.X.Liu,andZong,Q.G.,SimulationStudyonStochasticReconnectionattheMagn etopause,J.Geophys.Res,100,12001-12009,1995.?[SCIRG737][12]Pu,Z.Y.,?S.Y.Fu,?Z.X.Liu,?and?F.Li,?Vortex-InducedReconnectionandTurbulentReconnection? in?Magnetospheric?BoundaryRegion,?in?AGUGeophysical?Monograph86,SpacePlasma:Couplin gBetweenSmallandMediumProcesses,?ed.byM.Ashour-Abdallaetal.,p.181,1995.[13]Fu,S.Y.,Pu,Z.Y.,GaoS.C.,andZ.X.Liu,KineticAlfvenWaveInstabilityandWave-ParticleInteracti onattheMagnetopause,inAGUMonograph86:SpacePlasma:CouplingBetweenSmallandMediumPro cesses,ed.byM.Ashour-Abdallaetal.,p.73,1995.*[14]傅绥燕、李尧亭、濮祖荫,?带电粒子在尾瓣磁场中的非线性运动,?1995年中国青年学者技术科学讨论会,1995.*[15]Pu,Z.Y.,?and?Fu,S.Y.,?MagneticReconnectionattheMagnetopauseinthePresenceofaVelocitySh ear,in1996InternationalConferenceonPlasmaPhysics,Nagoya,Japan,p.9Y3,(特邀报告)1996. [17]濮祖荫、洪明华、王宪民，陈祖幸、傅绥燕、宗球刚、王敬芳、刘振兴等,?亚暴膨胀相近磁尾位形不稳定性模型1.近磁尾位性不稳定性模型,地球物物理学报,V.39,p.441.1996.(英文版：Puetal.,ASubstormExpansionModelBasedonConfigurationInstabilityoftheNear-EarthMagnetotail.I. ConfigurationInstabilityintheNear-EarthMagnetotail.,ChineseJ.ofGeophysics.,V.39,N.4,461-472,1 996).[18]濮祖荫、傅绥燕、颜小洋、康孔斌、徐良、刘振兴,磁层顶侧面的的磁重联及其发电机效应,?“地磁、大气、空间研究和应用”,?pp.507,地震出版社,1996.[19]刘振兴、张洪、陈涛、濮祖荫、傅绥燕,?磁层顶边界区的瞬时重联和等离子体团事件,"地磁、大气、空间研究和应用",?p.495,地震出版社,1996.[20]Pu,Z.Y.,?and?S.Y.Fu,?TransientMagnetic?Reconnectionatthe?MagnetopauseinthePresenceofa VelocityShear,PlasmaandControlledFusion,39,A251-260,1997.[SCIXD875][21]Pu,?Z.Y.,Korth,A.,Chen,Z,X.,R.H.W.Friedel,Q.G.Zong,,XM.Wang,MH,Hong,SY.Fu,,Z.X.Liu, PulllinenTI,MHDDriftBallooningInstabilityNeartheInnerEdgeoftheNear-EarthPlasmaSheetandIts ApplicationtotheSubstormOnset,J.Geophys.Res.,102,14397-14406,1997.[SCIXJ204][22]Pu,Z.Y.,Fu,S.Y.,andLiu,Z.X,?SmallandMedium-Scale?MagneticReconnectionatthemagnetopa use,?inProceedingsofTheFifthInternationalSchool/SymposiumforSpaceSimulations,p.114,Kyoto,J apan,1997.[23]Liu,Z.X,...Pu,Z.Y.,andFu,S.Y.,MagneticReconnectionattheMagnetopauseBoundary?Layer,inE xtended?Abstractof?TheFifthInternational?School/Symposiumfor?SpaceSimulations,p.106,Kyoto, Japan,1997.(特邀报告).[24]濮祖荫、陈祖幸、傅绥燕、宗秋刚、刘振兴、R.Friedel、A.Korth，能量粒子净通量强度分析法及其在磁层亚暴研究中的应用，赵九章先生纪念文集，p.238-253，叶笃正主编，科学出版社，1997.[25]濮祖荫、康孔斌、洪明华、陈祖幸、傅绥燕、宗秋刚、刘振兴、R.Friedel、A.Korth，磁层亚暴的协同学全球模型，北京大学学报,V.34,N.2-3,p.193-200,1998.[26]濮祖荫、徐良、徐涛、傅绥燕，刘振兴,磁层顶向阳面磁重联，刘光鼎先生70华诞纪念文集,?科学出版社,798-809,1998.[27]Pu,Z.Y.,M.H.Hong,K.B.Kang,Z.X.Chen,S.Y.Fu,X.MWang,A.Korth,R.H.W.Friedel,Q.G.Zong, andZ.X.Liu,ConfigurationInstabilityintheNear-EarthTail:ASynthesisofReconnectionandCurrentDi sruptionModelsintheGlobalInitiationofSubstorms,inProceedingsofInternationalConferenceonSubst orms-4,pp.405-408,TerraScientificPublishingCompany(Tokyo)andtheKluwerAcademicPublishers( Dordrecht,London,andBoston),1998.[28]濮祖荫、康孔斌、洪明华、陈祖幸、傅绥燕、宗秋刚、刘振兴、A.Korth,R.H.W.,Friedel、磁层亚暴的中磁尾-近磁尾-极区电离层全球模型，空间物理前沿进展：北京大学100周年校庆文集，pp.148-175,濮祖荫主编，气象出版社，1998.[29]Zong,Q.-G.,B.Wilken,S.Y.Fu,T.Doke,andS.Kokubun,Energeticoxygen?ionsinthemagnetosheat hinthenegativeBzphaseofthe?CME?onJanuary10,1997,Adv.SpaceRes.,25,2421-2424,1999.[30]Pu,Z.Y.,K.B.Kang,A.Korth,S.Y.Fu,,Q.G.Zong,M.H,Hong,Z.X.Liu,C.G.Mouikis,R.W.H.Friede l,andT.Pulkknien,Driftballooninginstabilityinthepresenceofaplasmaflow:Asynthesisoftailreconnect ionandcurrentdisruptionfortheinitiationofsubstorms,J.Geophys.Res.,104,10235-10248,1999.?[SCI 192BQ][31]PUZu-yin(濮祖荫),KANGKong-bin(康孔斌),FUSui-yan(傅绥燕),CHENZu-xing(陈祖幸),XUTao(徐涛),HONGMing-hua(洪明华),WANGXian-min(王宪民),ZONGQiu-gang(宗秋刚),LIUZhen-xing(刘振兴)，ASynthesizingTailReconnectionandCurrentDisruptionModelforSubstormInitiation,ChinesePhysics Letters,1999,ISSN0256-307X:226-230.[32]宗秋刚、濮祖荫、傅绥燕、叶宗海、余彬，“极区粒子沉降：谱形式及其在极区大气中的传输”，极地研究，11.p.203,1999.*[33]焦维新、濮祖荫、方晓华，傅绥燕，南大西洋异常区的辐射环境与低轨卫星粒子辐射通量计算，地球物理学报，42,163-168，1999?[SCI247MA].?[34]濮祖荫,余?彬,谢?伦,焦维新,宗秋刚,傅绥燕,磁层高能电子暴,中国科学(A),30，增刊，127-130，2000..[35]Q.G.Zong,B.Wilken,S.Y.FuandZ.-Y.PuEnergeticOxygenIonsSoundingtheMagnetopauseMultis cale/MultipointPlasmaMeasurementsESASP-449,P.379-385,2000[36]Zong,Q.-G.,B.Wilken,and?S.Y.Fu,Nonlineareffectsofthemagnetotail?particlemotionintime-dep endentelectricfield,?AstrophysicsandSpaceScience,747-754,2000.[37]傅绥燕，濮祖荫，宗秋刚，肖池阶，B.Wilken，“大磁暴环电流离子成分的变化及其与磁暴演化的关系”，地球物理学报,44，1,2001,*（英文版：IonCompositionVariationsinIntenseMagneticStormsandTheirrelationtoStormEvolution，FuSuiyan，PuZuyin，ZongQiugang，XiaoChijie，Xielun，andB.Wilken,Chinese,J.Geophysics,44,2001）.?[SCI415CA][38]S.Y.Fu,Q.G.Zong,B.Wilken,Z.Y.Pu,Temporalandspatialvariationofthe ioncompositionintheringcurrent,SpaceSci.Rev.,inSpecialIssue"ChallengetoLong-standingUnsolvedSpacePhysicsProblemsinthe20thCentury",ed.byC.deJager&S.Akasofu,95,539-554,2001.?[SCI39 1PU][39]Pu,Z.Y.,A.Korth,Z.X.Chen,Z.X.Liu,S.Y.Fu,G.Zong,M.H.Hong,X.M.Wang,AGlobalSynthesis ModelofDipolarizationatSubstormExpansionOnset,?J.AtmospereSolar-TerrestrialPhysics,63，671－681，2001.[SCI432EM][40]Zong,Q.G.,B.Wilken,S.Y.Fu,T.A.Fritz,D.J.Williams,andZ.Y.Pu,?Ringcurrentoxygenionsescapi ngintothemagnetosheath,J.Geophys.Res.,106,p.25541-25556，2001.[SCI490JT][41]宗秋刚、傅绥燕、濮祖荫、B.Wilken,磁尾等离子体结构：GEOTAIL观测，刘振兴、叶永煊主编：空间物理进展（第三卷），pp.124-164,2001.[42]宗秋刚，濮祖荫、黄宗英、傅绥燕、B.Wilken，磁层氧离子向磁鞘泄漏的机制和效应，空间科学学报，21，p219-229，2001.[43]S.Y.Fu,B.Wilken,Q.G.Zong,Z.Y.Pu,?Ioncompositionvariationintheinnermagnetosphere-Indivi dualandcollectivestormeffectsin1991,J.Geophys.Res..Vol.106,No.A12,p.29,683,??2001?[SCI519L V][44]Jin,S.P.,X.P.Hu,Q.-G.Zong,S.Y.Fu,B.WilkenandJ.Buchner,A2.5dimensionalMHDsimulationof multiple-plasmoid-likestructuresinthecourseofasubstorm,J.Geophy.Res.,V ol.106,No.A12,p.29,807, 2001.[SCI519LV][45]Fu,S.Y.,Q.G.Zong,T.A.Fritz,Z.Y.Pu,B.Wilken,Compositionsignatureinioninjectionsanditsdepe ndenceongeomagneticconditions?J.Geophys.Res.,107(0),10.1029/2001JA002006,2002.[SCI] [46]S.Y.Fu,Q.G.Zong,Z.Y.PuandL.Xie,Geomegneticandsolarcycledependenceoftheringcurrentions. ,COSPARColloqiumseriesVolume14,Beijing,421-427,ed.H.N.WangandR.L.Xu,2002,[47]刘绍亮，郭建广，宗秋刚，B.Wilken,傅绥燕，1994年2月21日行星际激波引起的磁暴，空间科学学报，22，p203-211,2002.[48]Q.-G.Zong,T.A.Fritz,S.Y.Fu,Z.Y.PuandP.Daly,EnergeticIonsintheHighlatitudeMagnetosphere DuringtheLeadingPhaseofACME,359-369,COSPARColloqiumseriesVolume14,2002.[49]Z.Y.Pu,L.Xie,X.H.Fang,W.X.JiaoS.Y.Fu?andQ.G.Zong?DriftShellTracingandSecularVariation ofinnerRadiationEnviromentintheSAARegion.353-358,COSPARColloqiumseriesVolume14,2002 [50]L.Xie,Z.Y.Pu,B.Yu,S.Y.Fu,Q.G.ZongandJ.N.Tu,InjectionofIntenseStormRingCurrentIonsCOS PARColloqiumseriesVolume14,2002[51]Q.-G.Zong,T.A.Fritz,S.Y.Fu,H.U.Frey,H.Spence,H.Petschek,S.B.Mende,A.KorthandP.W.Daly, TheReverseConvectionandCuspProtonAurora:Cluster,PolarandImagerObservation??Adv.SpaceRe s.,VOL27,No.12,inpress,2002[52]傅绥燕，宗秋刚，濮祖荫，刘文龙，地磁活动与太阳活动对于环电流离子成分与位置的影响，地球物理学报，46(6),725-730,2003(英文版：Effectofgeomagneticactivityandsolar-cyclevariationontheringcurrentions，FuSuiyan，ZongQiugang,PuZuyin，，LiuWenlong,Chinese,J.Geophysics,46,2003[54]谢?伦，濮祖荫，周煦之，傅绥燕，宗秋刚,磁暴环电流形成过程，科学通报，2004，Vol.49(6),603?(（L.Xie,Z.Y.Pu,X.Z.Zhou,S.Y.Fu,Q.G.Zong,T.Fritz，ENERGETICIONINJECTIONANDFORMATIONOFTHESTORM-TIMERINGCURRENT）[55]Q.-G.Zong,T.A.Fritz,Z.Y.Pu,S.Y.Fu,?D.N.Baker,H.Zhang,A.T.Lui,?I.Vogiatzis,K.H.Glassmeie r,A.Korth,P.W.Daly,A.Balogh,andH.Reme,Clusterobservationsofearthwardflowingplasmoidintheta il?Geophys.Res.Lett.,Vol.31,L18803,doi:10.1029/2004GL020692,2004[56]濮祖荫,史全岐，肖池阶，傅绥燕，张慧，涡旋重联的Hall-MHD模拟及其在高纬磁层顶的应用，中国科学E辑，2004，34（7）：804-817（英文版：Simulationstudiesofhigh-latitudemagnetosphericboundarydynamics,?PUZuyin,SHIQuanqi,XIAO Chijie,Fu,Suiyan,ZhangHui,ZongQiugangandLIUZhenxin.ScienceinChinaSerE,2004,Vol47,No.4, 421-435）[57]黄宗英，濮祖荫，肖池阶，宗秋刚，傅绥燕，谢?伦，史全岐,曹晋滨，刘振兴，沈?超,史建魁,?路?立，王迺权，陈?涛,?T.Fritz,?K.-H.Glassmeier，P.Daly，Reme,2001年1月26日高纬磁层顶通量管事件的观测研究（I）,地球物理学，Vol.47,181-190，2004.(HUANGZong-Ying,PUZu-Yin,XIAOChi-Jie,etal.,MultipleFluxRopeEventsattheHigh-Latit udeMagneto-Pause:Cluster/RapidObservationonJanuary26,2001,CHINESEJOURNALOFGEOPH YSICSVol.47(2),197,2004[58]肖池阶，濮祖荫，黄宗英等，2001年1月26日高纬磁层顶通量管事件的观测研究——空间电流密度计算分析，地球物理学报，47(4),555-561,2004。
2023年空间科学与技术专业介绍及就业方向
2023年空间科学与技术专业介绍及就业方向空间科学与技术是应用物理学、航空航天学、电子技术、计算机科学、材料科学等多学科知识的综合性学科。
它涉及到地球和宇宙的各种物理现象、精确的测量和控制技术、航天器系统工程设计、航天材料和推进系统等，为现代航天事业的发展奠定了重要的技术基础。
以下是2023年空间科学与技术专业介绍及就业方向的详细解析。
一、空间科学与技术专业介绍1. 专业背景空间科学与技术是一个新兴的学科，它与现代空间技术、卫星应用技术等密切相关。
空间科学与技术所研究的范围涉及极其广泛，包括了物理学、数学、光学、电磁学、控制研究、人工智能、微小卫星等等多方面的知识。
2. 专业核心课程空间科学与技术专业的核心课程涵盖了空间物理、航天器动力学与控制、卫星通信、测量技术、航天器设计及推进系统、卫星应用等。
3. 学习方法空间科学与技术需要掌握以数学为基础的多个领域的知识和技能，因此，学习方法并不止是理解概念或把知识内容理解为自己所熟悉的语言，而是需要品味、理解稳定性分析、仿真调试等计算机软件的应用，对于许多专业课程，学习困难的学生可以尝试自学、实验研究等跟自身实际能力适应的方法。
二、空间科学与技术专业就业方向1. 航天科技企业航天科技企业是空间科学与技术专业毕业生理想的就业方向之一，主要包括中国航天科技集团、中国航天科工集团、中国空间技术研究院等行业龙头企业。
2. 国家重点实验室国家重点实验室一般都是国家级、省部级实验室，具有较高的研发和科技创新能力。
例如，空间科学与技术专业毕业生可以就业于中国科学院空间科学与技术实验室、中国科学院地球物理研究所等。
3. 大型科学研究机构大型科学研究机构往往具备较高的科研水准和广泛的国际影响力，例如中国科学院、中国航天科学院等。
空间科学与技术专业毕业生可以在这些机构从事相关的研究与开发工作。
4. 中小企业中小企业为就业者提供了更多的职业机会，例如以航天仿真软件、空间技术设备等为主要业务的科技公司。
北大物理学就业方向
北大物理学就业方向一、北大物理学概况北京大学物理学院（以下简称“北大物理学院”）成立于1912年，是我国最早的物理学科之一。
经过百余年的发展，北大物理学院已经成为国内外知名的高水平物理学科研和教学机构。
学院现有教职工300余人，其中中国科学院和中国工程院院士12人，教授100余人，副教授和高级工程师80余人。
学院设有物理学系、应用物理学系、凝聚态物理研究所、粒子物理与原子核物理研究所等教学科研机构，涵盖了物理学的各个分支。
二、北大物理学就业方向1. 教育行业作为国内顶尖的物理学科，北大物理学院的毕业生在教育行业具有很高的竞争力。
毕业生可以在各级各类学校从事物理教学和科研工作，也可以在高等教育机构担任物理学科的研究人员。
2. 科研机构北大物理学院的毕业生在科研机构具有广泛的发展空间。
毕业生可以在中国科学院、中国工程院等国家级科研机构开展物理学相关的研究工作，也可以在各类研究所、实验室从事物理学科的基础研究和应用研究。
3. 高科技企业随着我国科技产业的快速发展，高科技企业对物理学科毕业生的需求逐年增加。
北大物理学院的毕业生可以在电子信息、新能源、新材料、生物技术等领域的企业从事技术研发、产品设计和生产管理等工作。
4. 国家机关和事业单位北大物理学院的毕业生在国家机关和事业单位也具有较好的发展前景。
毕业生可以进入科技部、教育部、中国科学院等政府部门和事业单位，从事与物理学相关的政策研究、科技管理、国际合作等工作。
5. 金融和咨询行业近年来，金融和咨询行业对物理学科毕业生的需求逐渐增加。
北大物理学院的毕业生可以在金融投资、科技创新、产业发展等领域提供专业分析和咨询服务，为企业发展提供有力支持。
6. 国际组织北大物理学院的毕业生还可以在国际组织发挥作用。
毕业生可以进入联合国、世界银行、国际原子能机构等国际组织，从事与物理学相关的国际事务、技术合作和项目管理等工作。
三、总结北大物理学院作为国内顶尖的物理学科，培养了一大批优秀的物理学人才。
空间物理学研究进展
空间物理学研究进展作为一门研究宇宙空间中物质、能量和电磁现象的学科，空间物理学自诞生以来一直是人类探索宇宙的重要科研领域之一。
随着科学技术的不断发展和进步，空间物理学研究的领域和深度也在不断拓展和深化，给我们带来了许多新的认知和理解。
太阳与空间环境研究太阳是地球的源头，是地球上一切活动的动力来源。
目前，太阳和空间环境的研究已经成为空间物理学领域的一个重要热点。
在太阳和空间环境研究方面，目前最为重要的一个任务就是探测太阳风及其对地球环境的影响。
美国NASA的“先驱者”任务和“旅行者”任务，欧洲航天局的“月面离子与尘埃探测器”任务，以及中国的“嫦娥”、嫦娥二号”等任务，都对研究太阳和空间环境发挥了极大的作用。
人类还发现，太阳黑子、太阳耀斑和太阳风等现象对地球的磁层和电离层产生了很大影响。
虽然这些现象给人类带来了困扰，但是在科学研究上，却是一个不可多得的良机。
地球电离层研究地球的电离层是地球大气层的一部分，是对短波电信号的传输和接收非常重要的介质。
而在现代社会中，近地空间的电离层活动频繁且日益复杂，已经直接影响到了国防、导航、卫星通信等领域的应用。
因此，人类对电离层的科学研究显得异常重要。
在这方面，我国科学家做出了很多的努力与贡献。
2018年，国家航天局卫星应用中心研制的“星渡2号”微卫星发射成功，实现了中国首次使用微卫星进行电离层科学研究。
同时，我国科学家还开展了多项电离层课题的研究工作，如电离层的结构特征、电离层耦合过程的机制研究、电离层对宇宙射线影响等等。
磁层物理学研究地球的磁场，是对地球磁层和大气流的保护，也是探索宇宙的重要领域之一。
我们知道，磁场是由地球外核的流动所产生的，而磁层就是在地球表面上呈“U”形弧线的磁场范畴。
磁场的变化，不仅影响到地球大气层的电离程度，还会造成地球磁暴，影响到陆地上电子设备的正常使用。
目前，磁层物理学研究已经成为了空间物理学研究的重要分支之一。
我国科学家在磁层物理学研究方面也做出了很多重要的贡献。
粒子辐射探测器负高压电源取样电路设计
图 １ 变压器理论模 型
３１
图 １中 “ ／ 和 Ｕ有 如 Ｆ 系 ： １／ ２ 关
、
反 映次级 线 圈电压 的 变化 。
，
：
一
√
（ ２ ＰＳｐｃ 真 分 析 ｉｅ仿 ）
仿真 分 析 电路 原 理 图如 图 ２所 示 。其 中 Ｖ
㈦
变压 器将 电压 升 高 到需 要 的值 ， 用 取样 电路 利 对 输 出 进 行 采 样 ， 样 电 压 反 馈 给 Ｓ １２ ， 采 Ｇ ５ ５ Ｓ ５ ５依 据采样 电压 对输 入 端 脉 宽进 行 调 制 ， Ｇ１２ 使输 出 电压 稳定 Ｊ 。
我们使用北京 大学 微 电子研究所 研制 的 ＰＮ型 探 测 器 。Ｐ Ｎ 型 探 测 器 工 作 在 负 偏 压 Ｉ Ｉ
和 ， 比例 增 减 ． 助 线 圈 申． 的 变 化 能 够 成 辅 压
Ｒｌ ５ Ｍ
ＶＯ Ｆ ＝ Ｆ
Ｖ ＡＭ Ｐ Ｌ＝１ ２
Ｆ ＲＥＱ；７ Ｋ Ｏ
图 ２ 仿 真分析 电路原理 图
仿真实验分为两步 ， 第一步只改变信号源
的 电压 幅值 ， １ 变到 ｌ 看 Ｖ 从 ０Ｖ ４Ｖ， １和 Ｖ ２是
于 向前 ， 陈鸿 飞， 邹 鸿 ， 邹积 清 ， 施伟红 ， 维英 仲
（ 北京大 学地球与空 间科学学 院空间物理与应用技术研究 所 ， 京 １０ ７ ） 北 ０ ８ １
摘要： 利用辅助线 圈来 实现粒子辐射探测器 负高压电源取样电路 。以理论 分析 和 Ｐ ｐｃ Ｓｉｅ仿真分析
为基 础 对 取 样 电 路进 行 设 计 。设 计 的 负 高压 电 源 供 电 电压 为 ＋１ 输 出 电压 一１０Ｖ， ２Ｖ， ６ 占空 比 ６ ４ ％ ， ．５ ０～１ Ａ 负 载 调 整 率 ８ ８ ， 电 电 压 调 整 率 ３ ９ ０纹 波 系 数 ３ １ ｏ 实 验 结 果 与 理 论 分 析 和 Ｐ ｐｃ ８ ．％ｏ供 ．％ ， ．％ 。 Ｓｉ ｅ
北京大学介绍PPT课件
北京大学以文、史、哲、经济、法学、医学、理学、工学等多学 科见长，在国内外享有很高的学术声誉。学校注重培养学生的综 合素质和创新能力，积极开展国际交流与合作，为学生提供广阔 的发展空间和机会。
组织架构与管理体系
组织架构
北京大学实行党委领导下的校长负责制，设有多个学院、研究所和中心。学校拥 有完善的教学、科研和行政管理体系，为师生提供了良好的工作和学习保障。
5
发展规划与未来展望
战略规划目标设定
建设世界一流大学
01
北京大学致力于提高教育质量和科研水平，力争在国际上获得
更高声誉和影响力。
培养创新型人才
02
注重培养学生的创新能力和实践能力，为国家和社会输送更多
优秀人才。
服务国家战略需求
03
积极参与国家重大科研项目和决策咨询，为国家发展提供智力
支持。
改革创新举措推进
地理位置
北京大学位于北京市海淀区颐和园路5号，地处中国首都北京的中心地带，交 通便利，地理位置优越。
校园环境
北京大学校园环境优美，绿树成荫，古建筑与现代建筑交相辉映。校园内拥有众多 著名的景点和建筑，如未名湖、博雅塔、图书馆等，为师生提供了良好的学习和生 活环境。
办学理念和特色
办学理念
北京大学坚持“兼容并包、思想自由”的学术传统，致力于培养 具有创新精神和实践能力的高素质人才。学校注重基础研究和应 用研究相结合，积极推动科技成果转化和社会服务。
北京大学介绍
学府之魂：北大的传统与变革之路
1
学校概述
目
录
2
学术研究与成果展示
Contents
3
教育教学与人才培养
4
校园文化与传承发展
北京大学空间物理学考研 招生人数 参考书 报录比 复试分数线 考研真题 招生简章 考研大纲
爱考机构考研－保研－考博高端辅导第一品牌地球与空间科学学院 空间物理学招生目录地球与空间科学学院 空间物理学考试科目系所名称地球与空间科学学院 招生总数 87人。
系所说明其中推荐免试生占75%左右。
不提供往年试题。
招生专业：空间物理学 (070802) 人数:6研究方向01.太阳风物理 02.磁层物理03.电离层物理和电波传播原理 04.空间天气和空间环境 05.空间探测技术 06.比较行星学考试科目考生可选考我校物理学院天体物理、理论物理专业和信息科学学院电磁场与微波技术专业的任一组考试科目。
复试阶段加试电动力学、空间物理概论，两门任选一门。
1 101思想政治理论 2 201英语一 3 301数学（一）4 825普通物理 (含力学、电磁学、热学)系所名称 地球与空间科学学院 招生总数 87人。
系所说明 其中推荐免试生占75%左右。
不提供往年试题。
招 生 专 业 及 人 数070503 地图学与地理信息系统 12 070801 固体地球物理学 13 070802 空间物理学 6 070901 矿物学、岩石学、矿床学 8 070902 地球化学 7 070903 古生物学与地层学 7 070904 构造地质学 11 070920 地质学（材料及环境矿物学） 4 070921 地质学（石油地质学） 7 081602摄影测量与遥感 12地球与空间科学学院空间物理学专业简介空间物理专业主要研究太阳系特别是日地空间中的物理现象与规律，研究空间环境及其对人大空间活动和生态环境的影响。
空间物理主要研究方向包括太阳大气物理学，日球层（即行星际）物理学、磁层物理学、电离层物理学及电波传播及应用、高层人气（热层和中层）物理学、空间探测实验与技术等。
该专业已培养出一大批日地空间物理、空间环境和空间应用等领域内的杰出的科学家和工程技术与管理人才。
本专业招收硕士研究生与博士研究生。
目前有2位博士研究生指导教师，其研究方向与联系方式见下表：研究方向联系电话备注导师姓名涂传诒电离层物理学和电波传播太阳风湍流、太阳风动力学与日球层物理62767223博导、院士付绥燕磁层物理学、空间等离子体物理学、空间环境学62767194博导地球与空间科学学院空间物理学2010-2012年报录比空间物理学2012年复试分数线根据教育部有关制订分数线的要求，我校按照统考生、联考生等不同类型分别确定复试基本分数线。
北京大学著名校友
北京大学著名校友北大的数学科学学院田刚、王诗宬教授、物理学院教授赵光达、秦国刚教授、化学与分子工程学院黄春辉教授、地球与空间科学学院涂传诒教授、城市与环境学院方精云教授、工学院黄琳教授、医学部童坦君教授等九位教授在２００１～２００５年间当选为中国科学院院士，同时当选的还有北大学子周又元、汪承灏、叶朝辉、石耀霖、王颖、高玉臣、刘宝镛、夏建白、邝宇平、解思深、陆埮、郑有炓、陈创天、计亮年、陆大道、吴养洁、王鼎盛、陈和生和吕达仁等１９位。
中国科学院院士是中国设立的给予科学技术领域有杰出贡献的个人的最高学术称号，为终身荣誉。
北大医学部庄辉教授、信息科学技术学院原院长何新贵教授在２００１～２００５年间当选为中国工程院院士，同时当选的还有北大学子冯培德、唐希灿、孙承纬、龚知本、李连达、刘昌孝、刘韵洁、丁一汇和陈君石等９位校友。
中国工程院院士是中国设立的给予工程技术及管理领域有杰出贡献的个人的最高学术称号，为终身荣誉。
北大物理学院陈佳洱教授、医学部韩启德教授、数学科学学院文兰教授、中国经济研究中心林毅夫教授在２００１～２００５年间当选为第三世界科学院院士，同时当选的还有北大学子李国杰、许绍燮、艾国祥、冼鼎昌、解思深、徐至展、石耀霖等７位。
至此北大已有３４位学子当选第三世界科学院院士，占全部中国内地的该院院士总数的１／４强。
第三世界科学院院士是从第三世界国家的科学院、大学和研究机构以及发达国家的科学组织中选举产生，院士们均在各自的科学领域对第三世界国家科学发展做出了杰出的贡献。
北大校友钱煦２００５年当选为美国国家科学院院士，是全美仅有的８位拥有国家科学院院士、国家工程院院士以及国家科学院医学院院士三顶头衔的科学家。
北大数学科学学院教授和麻省理工学院数学系Simons 讲座教授田刚２００４年当选美国艺术和科学院（American Academyof Artsand Sciences）院士。
与他同时当选的还有另外两名来自中国的学者。
空间粒子探测器偏压电源取样降纹波设计
ＰＮ探测器代表了当今的世界半导体探测器 的 Ｉ
先进 水平 。其 反 向漏 电流 为 几 ｎ 量 级 ， Ａ 比金
硅面垒小 １ 个多量级 ， 比硅锂探测器小 ２个数
量级以上， 并且 具 有 很 好 的环 境 适 应 性 和稳 定
性 Ｌ 。ＰＮ探 测器 需 要在 全部 耗 尽条 件 下 才能 １ Ｉ ］
定 一 引。
它大致有几个大 的部分： 元 、 据处 理 器和探 测 信 数 器偏 压单 元 （ Ｖ 。北 京 大 学 微 电子 研 究 所 Ｂ Ｍ） 通过 几 年 来 的研 究 ， 用 先进 的半 导体 微 机 械 采
工 艺 ， 制 出 离 子 注 入 型 （ Ｉ 探 测 器 ， 种 研 ＰＮ） 这
空 间辐射 效应 探 测器是 探测 空 间环境 中粒 子 辐射 的重 要仪 器 。基 本原 理是 利用 粒子 与探 测 物质 相互 作 用 使 得 物质 电离 ， 过 测 量物 质 通 电离 出 的电子 和正 离子 而获 得入射 粒 子 的相关 参数 。
度 高 、 波 系数低 。 纹 Ｂ ＶＭ就是 提 供偏置 电压模 块 ， 的 特点 是 它
施伟红 ， 向前 ， 于 陈鸿飞 ， 邹 鸿 ， 邹积清 ， 仲维英
（ 北京 大学地球 与空间科学学院空 间物理与应用技术 研究所 ， 北京 １０ ７ ） ０ ８ １
摘要 ： 在粒子辐射探测器偏压 电源 中 ， 发现输 出电压有低 频纹波存 在。在实验 中， 发现利用 纹波相 位变换技术 能有 效消除输 出电压的低频纹波 。以理论分析 和 Ｐ ｐｃ 仿 真分析为基础对取样 电路进行设 Ｓｉｅ 计 。按照该设计 实现的某 型号卫 星高能粒子探测器 的高压 电源 ， 出电压稳定 、 波系数小 ， 输 纹 达到设 计
磁暴环电流形成过程
论 文第49卷 第6期 2004年3月磁暴环电流形成过程谢 伦① 濮祖荫① 周煦之① 傅绥燕① 宗秋刚②(① 北京大学空间物理与应用技术研究所, 北京100871; ② CSP, Boston University, Boston, MA 02215, USA.E-mail: xielun@ )摘要 利用三维试验粒子轨道计算法, 以强的行星际磁场南向分量驱动的对流电场作为磁暴的主要起因, 研究了大磁暴期间环电流离子的注入过程和对称环电流的形成机制. 本文主要关心大磁暴环电流中的氧离子成分. 计算结果揭示了磁暴环电流形成过程中部分注入粒子轨道具有混沌特征. 特别是证明了粒子由磁尾向内磁层的注入过程中产生的屏蔽电场可使开放轨道转变成闭合轨道, 因而是闭合环电流形成的重要机制. 进一步证明了注入粒子可以得到有效的加速, 加速时间约为1~3小时.关键词 磁暴 环电流 对流电场 屏蔽电场磁暴是整个地球磁层发生的持续十几小时到几十小时的剧烈扰动; 在磁暴主相期间地球赤道附近地磁场水平(H)分量显著下降. 磁暴强度用Dst 指数度量. Dst < −200 nT 为大磁暴, 200 nT < Dst < −100 nT 为强磁暴, −100 nT < Dst < −50 nT 为中等磁暴, −50 nT < Dst < −30 nT 为弱磁暴[1]. 大磁暴和强磁暴是严重的地球空间灾害天气, 其形成机制一直是日地空间物理和空间天气研究的前沿课题[2].多数大磁暴和强磁暴起源于太阳日冕物质抛射事件(CME)[3]. CME 产生的太阳风高速流压缩磁层, 造成地磁场H 分量增加, 产生磁暴初相. 当地球轨道附近行星际磁场(IMF)为南向且维持一段长时间后, 太阳风向磁层输入的能量显著增加, 磁尾等离子体片中大量的离子受到加热并注入环电流区, 环电流大大增强, 地磁场H 分量显著减小, 产生磁暴主相[2]. 环电流主要是由能量为20~200 keV 的离子组成的, 位于2<L <7地区域内. 但是CRRES 卫星观测表明[2], 磁暴主相期间环电流能量的增强绝大部分发生在L <4的低高度范围内; 大磁暴和强磁暴时环电流强度最大值的位置为L <3.5. 一般认为有两种电场可能导致来自等离子体片的离子加速并注入到L 如此小的内磁层: 一是发生在磁暴期间的磁层亚暴产生的感应电场, 另一个是强的IMF 南向磁场驱动的西向对流电场E C . 计算表明[2], 磁层亚暴偶极化产生的感应电场可以将粒子从近地等离子体片内边界注入到同步高度附近, 但不可能将粒子注入到L <4的内磁层. 另一方面, 强磁暴和大磁暴与延续3小时以上、幅度大于10 nT 的南向IMF 有一一对应的关系[1], 强的IMF 将使磁层对流加强. 数值研究表明, 在强对流电场作用下, 仅需2~3小时带电粒子便可实现由磁尾到L ~3的注入过程; 而CRRES 卫星在环电流离子注入期间在2<L <4的区域观测到存在相应的对流电场z B [4]. 因此现在已经达成共识: 强的对流电场是带电粒子注入内磁层形成暴时环电流的主要因素[2].尽管强的对流电场可以将等离子体片中的离子加速并注入到内磁层, 但对这些离子如何形成环电流的过程至今尚不清楚. 在磁层环电流区域中运动的带电粒子, 其引导中心的漂移轨道有两种类型: 一是环绕地球的闭合型轨道; 另一种是在傍晚(早晨)一侧从近磁尾运动到磁层顶消失或沿磁力线进入电离层的开放型轨道. 对称环电流粒子是“捕获”粒子, 具有闭合轨道. 部分环电流粒子具有开放轨道. 开放型轨道和闭合型轨道分别位于分型线内外两侧(分型线常被称为“Alfven 层”). 开放轨道和闭合轨道不能穿越Alfven 层, 不能互相转化[5~7]. Dst 指数的数值主要反映的是对称环电流的强度. 在对流电场作用下从磁尾注入的粒子, 其漂移轨道是开放的, 不能形成对称环电流. 因此, 大和强磁暴主相期间L <4的对称环电流是如何增强的? 这仍然是一个没有解决的问题.为了克服上述困难, 一些学者假定, 将磁尾带电粒子注入内磁层的对流电场处于不断的剧烈起伏状态; 电场涨落引起粒子径向扩散, 使大量能量较高的非捕获离子越过分型线, 变成捕获离子, 增强对称环电流[4]. 为证实这一观点, Chen 等人[5,6]在越尾电位差ΦC 平均值为180 kV 的条件下对大磁暴进行了数值研究: (1)假设12小时内ΦC 始终存在周期为20 min 的涨落 (峰值高达300~400 kV); (2)假设涨落仅存在3小时, 其余6小时ΦC 保持不变. 实验表明, 绝大多数 603第49卷 第6期 2004年3月论 文604 10~70 keV 的离子沿开放轨道从磁尾注入到L =3, 能量大于150 keV 的离子可以通过径向扩散进入L =3的闭合轨道区. 在假设2情况下, 电场涨落对粒子轨道影响很小; 在假设1情况下, 环电流最终的总能量为假设2的两倍. 这一结果使不少科学家相信, 对流电场涨落在对称环电流的形成过程中起着重要的作用[2,5]. 对流电场涨落的这种效应无疑是存在的. 但是,CRRES 卫星在内磁层观测到的电场不具有Chen 等人假设的大幅度起伏的特征. 张继春等人[8]详细考察了大和强磁暴期间的行星际电场, 认为它们不可能在磁层内引起持续的大振幅涨落的越尾电位降. 因此我们认为, 除了对流电场的涨落以外, 可能还有其他因素可以有效地导致暴时对称环电流的形成与增强.等离子体在对流电场的作用下向地球方向漂移, 其中大部分电子在早晨侧面运动, 大部分离子在黄昏侧面运动. 正负电荷的分离可产生与晨昏对流电场反方向的“屏蔽电场”. 本文提出: 带电粒子在由磁尾向内磁层的注入过程中产生的这种屏蔽电场, 可导致一部分开放轨道转变成闭合轨道, 可能是对称环电流形成的一个重要机制.本文利用三维试验粒子轨道计算法TPTCs(test particle trajectory calculates), 考察大和强磁暴期间环电流离子的注入和对称环电流的形成过程. 氧离子(O +)是许多大和强磁暴环电流的主要成分[9~11], 本文以其为主要研究对象, 主要包括直接从电离层上行来的和从磁尾方向进入内磁层的两种来源. 同以往工作不同的是, 我们在观测与物理分析的基础上, 设计了一个近似的屏蔽电场; 并且考虑了粒子不同的赤道投掷角, 实现了粒子三维轨道的计算. 除再现了前人关于离子增能、注入时间等重要结果外, 本文揭示了暴时环电流离子注入过程的一些新特征, 特别是屏蔽电场对粒子注入轨道的影响, 论证了它确实可以对闭合环电流的形成起重要的作用, 是相关研究领域的一个新进展. 下文首先讨论屏蔽电场的形成、特征, 并分析它对离子注入轨道的影响, 其次介绍TPTCs 计算方法和本文采用的磁场、电场模型, 然后介绍计算结果, 最后进行简略的总结与讨论.1 屏蔽电场的形成与效应磁层带电粒子存在3种漂移运动: 梯度漂移v G =W ⊥B ×∇B/qB 3, 曲率漂移v C =2W //R ×B /qB 2R 2和电场漂移v E =E ×B /B , 其中W ⊥和W //为粒子垂直和平行于磁场方向的动能, q 为粒子电荷, ∇B 为磁场梯度, R 是磁力线的曲率半径, v G , v C 和v E 分别代表引导中心的梯度漂移速度、曲率漂移速度和电场漂移速度. 当粒子在西向对流电场E C 驱动下从磁尾向内磁层注入时, 离子和电子还分别向西和向东作梯度漂移与曲率漂移. 这样, 在接近内磁层时, 大部分电子在早晨侧面运动, 大部分离子在黄昏侧面运动. 这就产生了西向的“部分环电流”和电荷分离. 这种正负电荷分离的结果, 一方面会促进Ⅱ区场向电流的形成, 使一部分“部分环电流”与Ⅱ区场向电流构成闭合回路; 另一方面产生与晨昏对流电场反方向的“屏蔽电场”. 屏蔽电场导致在内磁层靠近地球的区域(L <5)晨昏电场削弱, 甚至在局部区域内趋进于零. 屏蔽电场是当粒子注入到内磁层以后出现的; 此后它通过与注入粒子和对流电场之间自恰的相互作用而与后两者共存; 其大小和分布随对流电场的起伏而变化. 如果对流电场能够在较长的一段时间持续存在, 屏蔽电场也可以持续维持. 屏蔽电场的概念最初是Schield 等人[12]于1969年首次提出的, 其后Wolf 等人[13]通过数值模拟试验进一步证明了在强的对流电场驱动粒子注入过程中, 内磁层确实存在屏蔽电场. 从Wolf [12]等人利用CRCM(comprehensive ring current model)数值模拟得出的内磁层对流电场等势图以及实际测量中可以知道, 磁层总电场等势线在下午和早晨侧分别呈现类似“V”和倒“V”的位形; 电场数值大体上随着距地球距离的增加而减小. 屏蔽电场的作用存在于离地心一定距离的范围内. 读者可从有关文献中了解内磁层屏蔽电场的详细特征.尽管一些学者意识到屏蔽电场可能是影响粒子注入的一个重要因素, 但迄今还没有人详细分析和研究过它的具体效应和在环电流形成过程中的作用. 在内磁层条件下磁场梯度漂移和曲率漂移导致粒子绕地球运动, 有利于形成闭合轨道; 粒子能量越高, 其效应越强. 开放轨道则起源于对流电场引起的电场漂移, E C 越大, 效应越显著. 设想在磁暴主相初期, 在强E C 作用下粒子由近磁尾沿开放轨道注入内磁层. 若不存在屏蔽电场, 注入粒子仍将不断沿开放轨道运动. 但是一旦屏蔽电场形成, 对流电场的驱动作用受到削弱, 磁场梯度漂移和曲率漂移作用增强, 这就可以使得原来(不存在屏蔽电场时)本是开放的轨道变成闭合轨道, 这对于能量较高的强能粒子特别有论 文第49卷 第6期 2004年3月效. 根据这一分析, 暴时环电流由部分环电流和对称环电流组成, 在主相初期, 前者首先增强, 后者随后而形成. 对称环电流的增长是伴随粒子注入的自然结果, 它应突出地发生在主相中、后期, 特别是部分环电流剧烈增加之后, 并且由较高能量的粒子组成.本文计算结果证实了上述物理分析, 显示屏蔽电场确实可在对称环电流的形成过程中起重要作用.2 三维TPTCs 与电磁场模型本文从带电粒子相对论形式的牛顿运动方程出发:d d ,d d q t t ⎛=×+×⎜⎝⎠p r ⎞⎟E B (1) 式中0d /d m γ=×p r t, 605γ 由此计算出的粒子轨迹比引导中心近似更接近真实, 并可清楚显示离子的回旋特性. 在某些条件下引导中心概念被破坏, 粒子的运动出现混沌现象. 此时方程(1)仍然有效. 计算中采用了太阳磁层坐标系(GSM), X 轴由地心指向太阳, Y 轴与X 轴和地球偶极磁轴垂直, Z=X ×Y . 2.1 磁场模型本文采用了Tsyganenko 等人[14]于1996年提出的磁场模型(以下简称T96). T96是根据大量的卫星测量数据得出的半经验模型, 它考虑了磁层顶位形、Ⅰ区和Ⅱ区电流系及IMF 对磁层的渗透等诸多因素, 输入参数为Dst 指数、太阳风动压强和IMF B Z . 为比较不同磁场模型给出结果的异同, 本文也采用了偶极磁场模型做了计算. 2.2 电场模型本文采用静态磁场模型, 仅考虑对流电场、旋转电场和屏蔽电场, 不考虑地磁场随时间变化形成的感应电场.(ⅰ) 对流电场E C . 在大磁暴期间, 对流电场有时甚至可以达到15 kV/R E . 由于实验数据的缺乏, 目前还没有系统的、全面的磁层对流电场模型. 本文采用了目前普遍应用的均匀电场模型(2) 0C E Y Φ=−和Volland 电场模型[15]230.045, ,(10.1590.0093)c P P Kry K K K φ=−=−+ (3)其中r=(X 2+Y 2)1/2. 为比较不同电场模型对计算结果的影响, 部分算例采用了HMR 电场模型[16]. HMR 电场是基于OGO 6 卫星和DE 2 卫星的电场探测数据构建的. 本文在计算中假设磁层中沿磁力线方向等离子体电导率充分大, 磁力线可以看成是等势线, 从而允许把电离层中的电场沿磁力线投影到赤道面, 或者把赤道面的电场沿磁力线投影到磁层高纬区域.(ⅱ) 旋转电场. 旋转电场是由于地球自转而引起的, 其电势可表达为30co E E R B rΦω=−[17].(ⅲ) 屏蔽电场. 在观测与物理分析的基础上, 本文设计了一个近似的屏蔽电场模型2(,)().s X Y A BX Φ=−+Y (4)假设赤道平面上沿日地联线方向屏蔽电场的作用范围为−8R E <X <8R E , 可得A =8 kV, B =0.13 kV. 图1分别给出了加入屏蔽电场之前和之后的磁层电场的电势等位线图. 此时的电场包括了旋转电场. (4)式给出的近似的屏蔽电场, 与Wolf 等人的数值模拟结果较为一致.应该强调指出的是, 对流电场、屏蔽电场、粒子注入和环电流演化是一个自洽的动态过程. 在磁场和电场为定常的条件下进行试验粒子轨道计算, 可以研究其中关键的物理因素, 但不能给出其完整过程. 本文采用了定常屏蔽电场(4), 目的不是要获得严格的定量结果, 而是从定性上揭示屏蔽电场在环电流形成过程中的重要作用.3 计算结果与讨论3.1 环电流离子的注入和增能为了了解环电流的形成和增强过程, 必须了解这些粒子的来源以及它们是如何注入到这一区域的. 本文着重探讨氧离子. 对于环电流氧离子的来源, 现在较为普遍的看法是, 在磁层亚暴时, 大量的电离层O +上行到远、中磁尾, 受到初步的增能加热, 然后被磁层对流带到近地等离子体片(X =−8~−15 R E . 磁暴期间, 在强的对流电场作用下, 被加速并注入到内磁层. 因此我们假设在t =0的时刻氧离子的初始位置为X =−8~−15R E 和Y =−2~−8 R E , 初始能量为E =5~20 keV. 图2(a), (b), (c)分别为在均匀对流电场、Volland电场和HMR 电场作用下, 初始位置为X =−8 R E , Y =−2 R E , Z =0, 赤道投掷角为70度, 能量为15 keV 的氧离子运动轨迹和相应漂移运动过程中能量随时间变化的关系, 其中均匀对流电场设定为E c =10 kV/R E . 磁第49卷 第6期 2004年3月论 文图1 磁层电场的电势的等位线上图: 无屏蔽电场; 下图: 加入屏蔽电场场选取的是Kp =5的T96磁场模型. 我们可以看到氧离子在3种不同电场作用下的漂移轨道都是开放的, 注入到环电流区域的平均时间为1~2小时. 在均匀电场作用下的注入时间更短, 约为几十分钟. 图3 中选取氧离子的初始位置为磁尾X =−12 R E , Y =−3 R E , Z = 0, 赤道投掷角为90度, 能量为10 keV. 图中给出了在与图2相同的磁场和电场模型下氧离子的运动轨迹和相应的能量随时间变化关系. 从图2和3中可以清楚的看出, 强的对流电场能很有效地在1~3小时之内(最段时间为甚至数十分钟)将带电粒子注入到环电流区域. 综合多个算例还可以进一步得出结论(因篇幅所限, 本文不一一列出计算结果): 对流电场越强、等离子体片内边界越靠近地球, 注入时间越短. 以上结果这与在大磁暴期间, 强的对流电场持续3小时以上的观测事实一致. 此外, 观测还表明, 有的强磁暴主相下降时间仅为数十分钟至1小时. 本文的结果也能对此给于解释. 3.2 粒子漂移的混沌轨道以往的工作中讨论的多是规则轨道, 然而在数值实验的过程中, 我们还发现, 在一定空间范围内存在无序、杂乱的轨道, 称之为混沌轨道. 氧离子和质子都可能在一定的条件下出现这样的轨道. 由于回旋半径大, 氧离子出现混沌现象的可能性要比质子大得多. Speiser [18]在1991年提出, 磁力线的曲率半径和粒子的回旋半径相当的时候, 粒子的轨道会出现混沌效应. 这是由于在真实的磁场情况下, 磁力线的曲率半径会出现极端的情况(曲率半径很小), 有可能产生这种混沌轨道. T96磁场模型是一种接近真实磁场的模型, 在使用T96模型的数值计算中, 出现了这种混沌轨道. 当粒子轨道变为混沌状态时, 粒子投掷角的变化是无序和不规则的. 图 4 给出了一个初始位置为X =−8 R E , Y =−2 R E , Z =0, 赤道投掷角为60度, 能量为20 keV, 使用了T96磁场模型后的氧离子运动轨迹. 由图4看出, 由于混沌效应导致的粒子投掷角不规则的改变可以使得沿着磁力线运动的氧离子运动到离地球很近的地方, 并有可能接近电离层附近. 混沌轨道也可能使得粒子从开放轨道的位置进入闭合轨道区域, 而这些粒子无法再返回开放轨道区域去. 这可能也是导致闭合环电流形成的一种因素.关于混沌轨道对环电流粒子的注入和增能机制的影响, 我们将在以后的文章里做进一步详细的讨论. 3.3 屏蔽电场的作用本文最主要的结果是揭示了屏蔽电场对环电流离子注入轨道的重要影响. 图5给出了在不考虑屏蔽电场和加入屏蔽电场以后, 初始位置为X =−8 R E , Y =−3 R E 和Z =0, 赤道投掷角为90度, 初始能量分别为15 keV 和5 keV 的氧离子运动注入轨道. 对流电场和磁场分别选用的是Volland 电场和偶极磁场模型. 在偶极磁场算例中, 初始赤道投掷角为90度的粒子, 其漂移轨道始终位于赤道平面内. 从图5中的上图可606 论文第49卷 第6期 2004年3月图2 初始位置为X =−8 R E , Y =−2 R E , Z =0, 赤道投掷角为70度, 能量为15 keV 的氧离子运动轨迹和相应的漂移运动过程中能量随时间变化的关系磁场为Kp =5的T96磁场模型图3 初始位置为X =−12 R E , Y =−3 R E , Z =0, 赤道投掷角为90度, 能量为10 keV 的氧离子运动轨迹和相应的漂移运动过程中能量随时间变化的关系磁场为Kp =5的T96磁场模型以很清楚地看出, 15 keV 的氧离子加入屏蔽电场后, 其原本开放的漂移轨道, 在内磁层区域内转变为闭合的轨道. 而5 keV 的氧离子原本开放的运动轨道未能变为闭合轨道. 这说明了粒子的初始能量越高, 越容易形成闭合轨道. 对于在T96磁场背景下非90度初始赤道投掷角的氧离子注入轨道, 屏蔽电场也体现了同样的作用. 图6给出了初始位置为X =−8 R E ,Y =−2 R E , Z =0, 赤道投掷角为70度, 初始能量为15 keV 的氧离子的注入过程, 磁场为Kp =5的T96磁场模型. 图6(a), (b)分别选用了Vollad 电场和加入屏蔽电场效应的Volland 电场. 我们可以从氧离子的三维运动轨迹图中更加清楚的看出屏蔽电场对于离子注入轨道的影响: 在不考虑屏蔽电场效应时, 氧离子的轨道是开放的; 但当加入屏蔽电场后注入轨迹逐步 607第49卷 第6期 2004年3月论 文图4 T96磁场模型下氧离子的混沌轨道闭合. 在图5和6所示算例中, 除磁场条件不同之外, 边界条件和初始条件均无特殊之处. 大量的算例具有相同的特征. 大量算例中的另一个结果是加入屏蔽电场后粒子由开始注入到沿闭合轨道运动一周的时间为1~2小时, 这与磁暴Dst 指数下降到极小值的时间为1至数小时的时间要求一致. 由于篇幅所限, 这里不再给出更多的其他算例和图表. 上述结果证实了本文对环电流形成过程的论点.3.4 与观测实例的比较上文在观测与物理分析的基础上, 设计了一个近似的屏蔽电场模型. TPTCs 的计算结果表明屏蔽电场对粒子注入轨道有很大的影响, 它可以使得原本开放的漂移轨道变为闭合的轨道, 这表明它确实可以对闭合环电流的形成起重要的作用. 为了检验这一结果, 我们利用了Dst 指数、对称环电流指数(SYM-H)和非对称环电流指数(ASYM-H), 分析了2000年3月31日的大磁暴. 图7给出了该磁暴期间 Dst, SYM-H 和ASYM-H 随时间的变化. 从图中看出, 在磁暴主相早期, ASYM-H 指数最先增加, 此时Dst 和SYM-H 指数没有很明显的减小. 对Dst 和SYM-H 指数做贡献的, 主要是闭合环电流强度. 在ASYM-H 指数增加一段时间后, SYM-H 和Dst 指数开始减小, 磁暴主相得到发展, 并在ASYM-H指数下降期间和主相后期两者达到最小. 这可以解释为: 对流电场持续增加一段时间之后, 产生了显著的屏蔽电场, 使得一部分沿开放轨道运动的粒子, 改变轨道形态, 变成了闭合环电流成分.图5 初始位置为X =−8 R E , Y =−3 R E , Z =0, 赤道投掷角为90度, 能量为15 keV 和5 keV 的氧离子在加入屏蔽电场前后运动轨迹(a)和(b) E 0=15 keV, (c)和(d) E 0=5 keV608 论文第49卷第6期 2004年3月图6 初始位置为X=−8 R E, Y=−2 R E, Z=0, 赤道投掷角为70度, 能量为20 keV的氧离子的运动轨迹磁场为Kp=5的T96磁场模型. 电场模型: (a)Volland电场; (b)有屏蔽电场效应的Volland电场图7 2001年3月31日磁暴期间Dst, SYM-H和ASYM-H三个指数之间的变化关系609第49卷 第6期 2004年3月论 文610 4 结论本文利用三维试验粒子轨道计算法TPTCs 研究了大和强磁暴期间环电流离子的注入和对称环电流的形成过程. 我们实现了不同的赤道投掷角的环电流离子的三维轨道计算, 更加真实地反映了环电流离子的注入过程. TPTCs 的计算结果表明在强的磁层对流电场可以使得中低磁尾的带电粒子在向地球漂移的过程中得到有效的加速, 加速时间约为1~3小时.对于闭合环电流形成的机制, 目前有不同的解释. 对流电场的涨落在对称环电流的形成过程中起到的作用无疑是存在的. 但我们的研究发现, 并非任何磁暴期间都对流电场会存在剧烈的起伏, 这就说明对流电场的涨落并不是闭合环电流形成的惟一机制. 通过数值计算以及与观测的比较都很好证明了本文提出的屏蔽电场机制有可能是闭合环电流形成的一个重要机制. 这一机制与对流电场涨落的机制并不矛盾, 它可能是暴时环电流形成的一个更为本质的因素.我们目前给出的屏蔽电场是一个非常近似的且不随时间变化的定常态的电场, 因此不能完全真实的反映实际存在的屏蔽电场. 我们将在今后的工作中, 进一步研究屏蔽电场的特性, 给出接近真实的屏蔽电场. 我们还会进一步讨论混沌轨道对于环电流粒子注入的影响.致谢 本工作受教育部博士点基金、国家自然科学基金委员会高科技预研项目(49984002)和交叉重大项目“地球空间暴多时空尺度物理过程研究”(40390150)及国家重点基础研究发展规划项目(G200000784)资助.参 考 文 献1 Gonzalez W D, Joselyn J A, kamide Y, et al. What is a geomag-netic storm? J Geophys Res, 1994, 99: 5771~5782 [DOI]2 Tsurutani B T, Gonzalez W D. The interplanetary causes of mag-netic storms: A review. In: Tsurutani B T, Gonzalez W D, eds. Magnetic Storm. Geophys Monogr, Ser 98. Washington: AGU, 1997. 77~89 3Kamide Y, McPherron R L, Gonzalez W D, et al. Magnetic storms: Current understanding and outatanding questions. In: Tsurutani B T, Gonzalez W D, eds. Magnetic Storm. 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摘 要 ： 欧 空局 提供 的 Ｆ ＵＭＩ 型 的基 础 上 ， 入 了地 球 同步轨 道 Ｇ Ｓ 星在 ２ ０－ ２ ０ 年 大 于 在 Ｌ Ｃ模 加 ＯＥ 卫 ０３ ０９ ２Ｍｅ Ｖ的 高能 电子 通 量数 据 ， 验证 改 进 了其在 Ｌ ６６Ｒｅ 的￣４－ 式 ； 利 用 Ｆ ＵＭＩ 型 在 一般 Ｌ值 情 ＝． 处 ｇ＆ 并 Ｌ Ｃ模
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空间物理中的电场与磁场分析研究
空间物理中的电场与磁场分析研究空间物理是研究地球大气层和外层空间环境的科学，其中电场和磁场是两个重要的研究领域。
电场和磁场在空间物理研究中起着至关重要的作用，对于我们理解宇宙中的物质和能量的运动和相互作用有着重要的意义。
本文将从电场和磁场的基本概念、研究方法和应用领域三个方面进行分析和研究。
首先，电场和磁场是空间物理研究中的两个基本概念。
电场是由电荷引起的一种物理现象，可以通过电势差来描述。
电场有正负之分，正电荷会产生正的电场，而负电荷则会产生负的电场。
磁场是由电流、电荷或者磁矩引起的现象，是磁力的一种表现形式。
磁场由北极和南极组成，它们之间的相互作用会产生磁力。
其次，电场和磁场的研究方法也是空间物理中的重要内容。
在电场研究中，研究人员通常采用电位法和电场测量法。
电位法是通过测量电势差的变化来获得电场的信息，可以通过电势仪、电测仪器等设备进行测量。
而电场测量法是通过实验手段直接测量电场的强弱和方向，常用的方法包括静电场分布观测和电场强度测量。
在磁场研究中，一般采用磁力计、磁强计和磁谱仪等设备来进行测量。
研究人员可以通过这些设备获得电场和磁场的数据，以进一步研究其特性和变化规律。
最后，电场和磁场的研究在多个领域中都有广泛的应用。
在空间物理领域，电场和磁场的研究可以帮助我们了解太阳活动、地球磁层和宇宙射线等现象。
在地球科学领域，电场和磁场的研究有助于我们研究地球的内部结构、地磁活动和地震等现象。
在工程应用中，电场和磁场的研究可用于电力工程、无线通信、雷达和导航系统中。
此外，电场和磁场的研究还在医学领域有重要的应用，如核磁共振成像（MRI）技术就是利用磁场的性质来观测人体内部结构。
综上所述，电场和磁场在空间物理研究中具有重要的地位。
通过电场和磁场的分析研究，我们可以更好地理解宇宙中各种物质和能量的运动和相互作用。
电场和磁场的研究有助于推动科学的发展和技术的进步，为人类的生活和工作提供更多的便利和保障。
日冕亮点的观测特征和供能机制
日冕亮点的观测特征和供能机制田晖;夏利东;何建森;李爽【期刊名称】《天文学进展》【年(卷),期】2009(027)003【摘要】该文通过综述相关研究成果,对日冕亮点的观测特征和供能机制进行了总结和评论.日冕亮点是发生在过渡区和低日冕的小尺度局地增亮现象,经常在X射线和极紫外波段观测到,其寿命在5～40 h之间.日冕亮点的产生和演化与双极磁场的相互作用紧密相关.对于日冕亮点的供能机制,目前主要存在三种观点:(1)磁场对消的观点,当不同极性的磁场区域相互靠近时,局地发生磁重联,并在重联区域加热等离子体,从而导致X射线和极紫外辐射的增强;(2)分隔线重联,与日冕亮点相联系的磁场结构可以形成分隔线重联位形,沿分隔线的快速磁场重联导致过渡区和日冕局地的等离子体被加热,从而产生日冕亮点;(3)光球水平运动所诱发的电流片为亮点提供了能量来源.近期研究表明,三种机制可能同时作用,为亮点提供所需的能量.【总页数】10页(P193-202)【作者】田晖;夏利东;何建森;李爽【作者单位】北京大学,地球与空间科学学院空间物理与应用技术研究所,北京,100871;马普协会太阳系研究所,德国;山东大学威海分校空间科学与物理学院,威海,264209;北京大学,地球与空间科学学院空间物理与应用技术研究所,北京,100871;斯坦福大学物理系,美国【正文语种】中文【中图分类】P182.6+2【相关文献】1.高频Alfven波供能的日冕及太阳风模型 [J], 朱晓梅;胡友秋2.日冕物质抛射的数值研究——初态日冕和驱动机制的影响 [J], 郭伟平;王敬芳;王力隆3.太阳光球磁亮点的基本特征研究及其对日冕加热的贡献 [J], 刘艳霄;林隽;吴宁4.太阳的日冕观测和磁场观测 [J], 陈丹5.太阳的日冕观测和磁场观测 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
冉冉升起的科学新星监利籍青年科学家王劲松小传
冉冉升起的科学新星监利籍青年科学家王劲松小传冉冉升起的科学新星-监利籍青年科学家王劲松小传2011-03-14 19：03王劲松，1970年10月出生于龚场镇王家村，现任国家空间天气监测预警中心空间天气室主任，中国气象局国家级空间天气业务负责人，博士、研究员、博士生导师。
禀赋聪颖，燕园学成王劲松1976年(5岁半)始业于秦场小学；1981年毕业后进入秦场中学初中，一年后转校至龚场中学初中部学习；1983年初中毕业后考入监利县第一中学，1987年高中毕业，并于当年高分考入北京大学。
劲松禀赋聪颖，从小喜欢读书，广泛阅读并常能过目成颂，且善于独立思考。
自小学至初中毕业的八年中，多次获得县、区、乡各级别数学竞赛和作文竞赛一、二等奖，屡蒙"神童"之赞。
进入中学后，劲松的人生理想渐渐明朗，献身于科学、为人类做贡献成为了一生笃定之追求。
王劲松自1987年八月进入北京大学美丽的燕园，为实现既定人生目标而勤奋研习。
分别于1991年7月和1994年7月获得北京大学理学学士和理学硕士学位(空间物理学)；后考入中国科学院攻读博士，并于1997年6月获得中科院理学博士学位(空间物理学)；接着，再回北大，进入博士后研修阶段，于1999年6月完成研修任务出站，随即受聘为北大地球物理系任副教授。
从小学到博士后，求学历程长达25年！劲松从一个农村娃成为出身并任教于中国最高学府之一的燕园学者！受邀访欧，守诺归来2001年初，时任北大副教授、北京大学空间物理与应用技术研究所副所长、在空间物理方面已取得一系列科学成果的王劲松，受德国马克斯-普朗克高空物理研究所邀请，成为该所客座研究员，并参与欧洲"火星快车"计划中的电离层研究，成为国内第一个参与欧洲火星计划的科学家。
在他接触火星研究的第三个月，他的第一篇关于火星研究的论文被公认为国际最好的空间科学学术期刊接受--他预言了火星和金星电离层顶层有一种新的波动，很快在同一刊物，他又用数据证明了这一波动的存在。
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北京大学空间物理与应用技术研究所
空间物理学是人类进入太空时代以来迅速发展起来的新兴学科。
它主要研究太阳系特别是日地空间中的物理现象与规律，研究空间环境及其对人大空间活动和生态环境的影响。
空间物理学主要包括太阳大气物理学，日球层（即行星际）物理学、磁层物理学、电离层物理学及电波传播及应用、高层人气（热层和中层）物理学、空间探测实验与技术。
空间环境学，空间等离子体物理学及日地关系学等分支，是一门应用性强的交叉性的基础学科。
当前，人类已进入开发太空资源，开创空间产业的新时期，空间通讯和导航已广泛应用。
空间对地观测正在迅速发展。
空间材料和制药工程已开始诞生，空间发电系统也将运行。
月球基地和行星开发将在下一世纪上半叶出现。
我国是一个空间技术大国，空间应用的一些领域已进入实用阶段。
人类的航天活动必须以对太空环境的认识为基础。
目前日地系统整体过程的研究和地球空间环境预报已在全球范围内广泛开展。
21世纪将是空间技术和科学蓬勃发展的新世纪，空间物理学人才大有作为。
北京大学空间物理与应用技术研究所2002年刚刚成立，其前身是成立于1960年的空间物理学专业。
四十年来已培养出一大批日地空间物理、空间环境和空间应用等领域内的杰出的科学家和工程技术人才，其中有中国科学院、国防科工委、航天部门和高等院校等诸多系统的各级领导、技术骨干，有国际影响的空间物理学家和空间环境专家等，有的还被评选中国科学院院士；他们为发展我国的空间科学事业做出了巨大的贡献。
本研究所是国家空间物理学博士点和硕士点，现有中国科学院院士1人，教授7人（其中博士生导师3名），副教授、高级工程师和高级实验师4人，博士后1人。
此外还有博士研究生和硕士研究生近20人。
本专业教师知识面广，教学水平高，科研成果出色。
先后承担了22项国家自然科学基金项目和国家基金委“日地系统能量传输研究”重大项目两项课题及“863”高科技项目，还参与了国家科委攀登计划。
多次获得国内外重大科学奖励，（仅2001年就获得两项国家自然科学二等奖，且均为第一获奖人），有的被选为中国科学院院士、有的被选为国际宇航科学院院士、有的被聘为欧空局卫星星座计划国际合作科学家。
在实验条件方面，本专业现已建成“电离层和电波传播实验室”，“等离子体探
测实验室”和“高层大气探测实验室”。
本专业教师利用这些实验条件承担过航天部的“无线与等离子体相互作用”，“返回卫星等离子体鞘套”及中美合作科学卫星项目等研究工作，还承担了航天部关于卫星表面电位和星内粒子辐射方面的重要任务。
此外，本专业还进行“电离层多普勒效应”和“宇宙噪声”的日常观测，具有电离层垂直和斜向探测的能力。
并已开始向美国地球物理中心交换观测资料。
本专业同国际一些知名的空间物理研究单位，如美国加州大学洛杉矶分校地球与行星物理研究所、德国马克斯普朗克高空物理研究所等，以及国内空间和科学研究与应用中心、航天总公司空间环境研究部门，建立和保持良好的合作关系。
本专业注重培养具有坚实的数理基础和熟练的基础实验技能，掌握近代物理和空间物理基础知识，具备电子学和空间探测实验基本技能，熟悉计算机应用，能够在空间物理、空间探测、空间环境以及其它相邻学科领域从事科研、教学、技术和管理工作的人才。
因而本专业毕业生有良好的科研素质和开拓新领域的实际工作能力，深受用人单位和国外一些大学的欢迎和称赞。