4 空间和天体等离子体

对一些高技术发展有潜在的推动作用： 对一些高技术发展有潜在的推动作用： （1）深入理解天体辐射与等离子体相互作用， ）深入理解天体辐射与等离子体相互作用， 各种天体不稳定性特别是爆发不稳定性、 各种天体不稳定性特别是爆发不稳定性、粒 子加速和等离子体加热，对理解核聚变等离 子加速和等离子体加热， 子体中的物理过程有参考价值。 子体中的物理过程有参考价值。 （2）作为泵浦波的电磁波在等离子体内诱发 ） 的自生磁场研究与惯性约束等离子体中的一 些现象相似。 些现象相似。 （3）磁流体力学和等离子体波非线性耦合的 ） 研究有可能应用于有关地震波的内部传输问 题。
前沿课题： 前沿课题： （1）磁场重联。 ）磁场重联。 粒子相互作用和反常输运。 （2）波-粒子相互作用和反常输运。波和不稳 ） 粒子相互作用和反常输运 定性是空间等离子体能量、 定性是空间等离子体能量、动量和质量输运 的一个重要途径。 的一个重要途径。 （3）无碰撞激波。 ）无碰撞激波。 （4）等离子体加热和高能粒子加速。 ）等离子体加热和高能粒子加速。 （5）空间等离子体湍流。 ）空间等离子体湍流。 （6）大尺度等离子体流和磁场及中性气体的 ） 相互作用。 相互作用。
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4.1.2 前沿领域和课题 前沿领域： 前沿领域：日地系统能量传输和耦合机制的研 主要包括： 究。主要包括： （1）太阳活动区能量输出； ）太阳活动区能量输出； （2）太阳扰动能量在行星际空间的传播； ）太阳扰动能量在行星际空间的传播； 磁层耦合； （3）太阳风 磁层耦合； ）太阳风-磁层耦合 电离层耦合。 （4）磁层 电离层耦合。 ）磁层-电离层耦合
4.2.3发展趋势： 发展趋势： 发展趋势 （1）非线性等离子体波与宏观磁流体力学耦合 ） 的相互作用； 的相互作用； （2）天体磁场或维持的理论； ）天体磁场或维持的理论； （3）等离子体激元激发的自生磁场； ）等离子体激元激发的自生磁场； （4）天体吸积盘和喷流中等离子体的非线性过 ） 程； （5）射电星系和活动星系核中强湍动等离子体 ） 过程； 过程； （6）孤波加速和它引起的爆发过程； ）孤波加速和它引起的爆发过程； （7）宇宙天体中调制不稳定性 ）
电离层-热层耦合 （4）磁层 电离层 热层耦合，包括场向电场、 ）磁层-电离层 热层耦合，包括场向电场、 场向电流、 场向电流、粒子沉降及上行离子的加速和高 纬电离层对流等能量传输过程以及电离层-热 纬电离层对流等能量传输过程以及电离层 热 层模型。 层模型。 （5）电离层等离子体不稳定性及其非线性演 ） 包括电离层不规则结构的形成机理、 化，包括电离层不规则结构的形成机理、尺 谱分布和分维特征等。 度、谱分布和分维特征等。 （6）航天器空间等离子体主动实验。如研究 ）航天器空间等离子体主动实验。 临界电离速度等。 临界电离速度等。
4.1.4 可参与国际竞争的重点项目 （1）行星际等离子体动力学，包括行星际激 ）行星际等离子体动力学， 波和行星际扰动涨落的传播， 波和行星际扰动涨落的传播，太阳风加速和 太阳风湍流等。 太阳风湍流等。 2）磁场重联包括磁层顶的涡旋诱发重联、 （2）磁场重联包括磁层顶的涡旋诱发重联、 湍动重联以及磁层顶和磁尾中性片的三维磁 场重联。 场重联。 （3）磁层顶等离子体波 粒子作用及反常输运 ）磁层顶等离子体波-粒子作用及反常输运 和湍流输运、涡旋输运等。 和湍流输运、涡旋输运等。
研究目标：把日地系统各个区域联系起来， 研究目标：把日地系统各个区域联系起来， 探讨太阳热核能量如何输出和传输到地球并 最终对地球环境发生影响的全过程。 最终对地球环境发生影响的全过程。 这里既包括多波段的太阳光辐射， 这里既包括多波段的太阳光辐射，也包括太 阳粒子辐射和场能量的传播。 阳粒子辐射和场能量的传播。
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无线电波在电离层的反射
截止层： 截止层： f = fc = 9 ne1/2
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（3）研究太阳等离子体热核能量的输出和在行星际空 ） 间的传输，研究磁层和电离层中能量的转化和分配， 间的传输，研究磁层和电离层中能量的转化和分配， 对于预测天气的长期变化乃至了解和保障地球环境 都有深远的意义。 都有深远的意义。 （4）等离子体物理过程在许多空间现象中起主导，探 ）等离子体物理过程在许多空间现象中起主导， 索这些过程的规律是认识与此有关的空间现象的关 另一方面，空间等离子体的空间尺度变化多端， 键。另一方面，空间等离子体的空间尺度变化多端， 参数范围可覆盖几个数量级， 参数范围可覆盖几个数量级，从大尺度相干结构到 各种湍流状态，从宏观静止到高速运动，千姿百态。 各种湍流状态，从宏观静止到高速运动，千姿百态。 且日地空间中不停地激发着数不胜数的等离子体和 不稳定性，产生着丰富的非线性现象，对此， 不稳定性，产生着丰富的非线性现象，对此，人类 已经能够对此进行精确地测量。 已经能够对此进行精确地测量。
4.2.4主要研究方向： 主要研究方向： 主要研究方向 （1）太阳中的爆发型不稳定性，太阳磁场产生、 ）太阳中的爆发型不稳定性，太阳磁场产生、 太阳的强而细的磁流管形成以及偶发射电的成 因等问题； 因等问题； （2）活动星系核和类星体中非线性波加速粒子 ） 和喷流中等离子体物理过程的研究； 和喷流中等离子体物理过程的研究； （3）脉冲星磁层中相对论等离子体的调制不稳 ） 定性的研究； 定性的研究； （4）宇宙天体中等离子体激元所诱发的自生磁 ） 场的研究； 场的研究； （5）吸积盘中湍动等离子体波的加速、加热和 ）吸积盘中湍动等离子体波的加速、 引起谱变等现象的研究。 引起谱变等现象的研究。
4.1.3 国内现状 （1）已建立了研究队伍。 ）已建立了研究队伍。 （2）学科配套齐全，在太阳活动区等离子体 ）学科配套齐全， 物理、行星际等离子体物理、 物理、行星际等离子体物理、磁层等离子体 物理和电离层等离子体物理四个方面都开展 了工作。 了工作。 （3）开展了空间数值模拟研究。 ）开展了空间数值模拟研究。 （4）部分前沿课题已获得了若干引起国际学 ） 术界重视的成果。 术界重视来自百度文库成果。
地位和作用： 地位和作用： （1）空间等离子体物理学能为保障航天安全 ） 和空间应用的正常进行提供环境保证， 和空间应用的正常进行提供环境保证，如 提供环境参数、进行环境监测和预报等。 提供环境参数、进行环境监测和预报等。 （2）开展电离层骚扰预报，研究电离层等离 ）开展电离层骚扰预报， 子体环境及其对电波传播的影响， 子体环境及其对电波传播的影响，对于保 障和改善通信、导航的精度是不可缺少的。 障和改善通信、导航的精度是不可缺少的。
4.2.5前沿课题： 前沿课题： 前沿课题 （1）辐射和等离子体间的相互作用 等离子体中 ）辐射和等离子体间的相互作用-等离子体中 的辐射转移理论的研究； 的辐射转移理论的研究； （2）致密天体（黑洞、中子星、白矮星）强引 ）致密天体（黑洞、中子星、白矮星） 力场吸积的等离子体性质研究-吸积盘 吸积盘、 力场吸积的等离子体性质研究 吸积盘、吸积 柱以及喷流的理论研究； 柱以及喷流的理论研究； （3）天体等离子体中原子分子过程及尘埃性质； ）天体等离子体中原子分子过程及尘埃性质； （4）天体等离子体中的粒子加速机制。 ）天体等离子体中的粒子加速机制。
4 空间和天体等离 子体
4.1 空间等离子体物理学
4.1.1 学科的内容、地位和作用 学科的内容、 内容：主要研究日地空间中的等离子体现象。 内容：主要研究日地空间中的等离子体现象。 包括：太阳大气、日层及行星际、 包括：太阳大气、日层及行星际、行星磁层 和行星电离层等离子体物理几个方面。 和行星电离层等离子体物理几个方面。
http://v.ku6.com/show/2cbpvulDdBJBFlSi.html宇宙 的奥秘-太阳与地球 http://v.youku.com/v_playlist/f2077568o1p15.html 太空十大奇妙现象 http://v.ku6.com/show/jjU4CskTWNPyzC-E.html黑 洞与类星体 http://www.tudou.com/programs/view/GA7PI5sgW ZY/等离子体隐形
4.2 天体等离子体物理
4.2.1 研究内容： 研究内容： 天体等离子体物理是天体物理学和等离子体 物理相互结合的一个重要分支。 物理相互结合的一个重要分支。 主要研究内容涉及到宇宙中粒子的加速和天 体等离子体辐射机制、 体等离子体辐射机制、不稳定性有关的爆发 图像以及非线性现象。 图像以及非线性现象。
4.2.2 战略地位： 战略地位： 作为一个基础研究领域，其科学意义在于： 作为一个基础研究领域，其科学意义在于： （1）天体等离子体提供了推动等离子体理论 ） 发展的较理想的实验条件。 发展的较理想的实验条件。 （2）宇宙中存在有非常极端的条件（如极高 ）宇宙中存在有非常极端的条件（ 温、极高压、极磁场等），在这种环境中产 极高压、极磁场等），在这种环境中产 ）， 生现象的观测和研究对发展极端条件下等离 子体的理论有很大推动作用。 子体的理论有很大推动作用。 （3）宇宙中极大数物质都处于等离子体状态， ）宇宙中极大数物质都处于等离子体状态， 等离子体物理过程在许多天体现象中起主导 作用。 作用。