太阳光球磁通量变化的周期性研究

磁场在研究太阳结构和活动中始终扮演着十分重要的角色. 一般而言, 光球总磁通量是一个最能反映太阳整体活动水平高低的物理参量. 目前关于光球磁通量的周期性研究很少, 这可能是因为国际上缺少一个像太阳黑子相对数一样的标准磁通量序列. 首先利用美国国家太阳天文台基特峰观测站的从1975年2月到2003年8月总共383幅太阳综合磁图资料构造了一个比较完整的磁通量序列, 再采用Scargle周期图和Morlet小波变换两种周期方法系统地研究了它的周期性, 发现光球磁通量变化存在4个显著的周期, 它们分别是1050 d周期、500 d周期、300 d周期和160 d周期. 同时我们还详细地分析了这些周期的时变特征, 简单地探讨了它们各自的物理成因.     

Large-scale magnetic structures of coronal mass ejections

Based on the studies on the source regions of a group of coronal mass ejections, we have identified two types of large-scale magnetic structures, and suggested that they are intrinsic components of solar magnetism, their destabilization, expansion, and eruption into the interplanetary space are the basic physical processes which lead to the coronal mass ejections. These two types of large-scale structures are giant magnetic loops connecting the two active belts on the opposite hemispheres of the Sun, and the giant filaments (filament channels) and their related magnetic structures. The latter often appear as two parallel rows of sunspots and plage fields, which align side by side in the full disk daily and synoptic magnetograms. The magnetic neutral lines of these large-scale structures are usually longer than 50 heliographic degrees. We name this type of structure "super A configuration". Sometimes, they are shown as very long filaments and related large-scale magnetic fields. As these magnetic structures are of very large scale, they extend to a great altitude into the corona, they are not easily recognized in magnetic field observations which are usually aimed at solar flare studies. To identify these large-scale structures becomes a key to understanding and predicting coronal mass ejections.     

关于磁重联区三维磁零点的卫星观测研究

磁重联是等离子体中磁场能量快速转换为粒子动能和热能的主要途径,是空间物理和等离子体物理中的重要现象.磁重联过程发生在磁场的拓扑分形面上;这种分形面一般是由磁零点附近磁场梯度张量的本征矢量确定的.磁零点的三维特性要求至少空间4点的同时测量.Cluster计划提供了迄今为止唯一的卫星测量手段.基于Poincare指数方法分析Cluster卫星在地球磁尾的探测数据,(1) 找到了磁重联过程中存在4种磁零点的证据;(2) 发现磁零点周围磁场的空间特征尺度大约为离子惯性长度,从而首次揭示霍尔效应可能在三维磁重联中起重要作用;(3) 在重联区找到匹配的磁零点对,并计算出零点连线的长度,确定了所产生的磁场的拓扑分形面;(4) 发现在零点连线附近存在低杂波频率的电磁振荡,这为磁重联过程中可能的电子加速、加热机制提供了观测基础.     

Progress in the studies of "Solar Activity and Its Geo-space Effects"

The major basic research project, "Solar Activity and Terrestrial Effects: Observations and Research in the Maximum of Solar Cycle 23" (STORM23) has promoted close collaborations in multiple branches of natural sciences, such as astronomy, space science and geo-science, in China.     

宇宙线天体物理研究进展

由于天体粒子物理涉及的研究领域太宽,本文拟以宇宙线总的能谱特征为线索,分段介绍各能区的研究前沿,总结有关宇宙线的起源、传播和成分的理论模型和相应的观测实验进展,并简要介绍相关的高能领域,例如γ暴(GRB),中微子,暗物质,超对称(SUSY),大统一理论(GUT)。这些理论在某种程度上暗示着极高能宇宙线的产生机制,并可能意味着需要新的超出标准粒子物理模型的理论来解释GZK截断(GZK Cutoff)的疑难问题。对高能天体物理的研究可以拓宽人类对早期宇宙的认识,为新物理理论模型提供检验的证据,为人类认识自然提供了另一扇窗口。     

太阳的立体观测

本文分析了太阳物理研究的核心问题以及观测需求的发展趋势,阐述了对于太阳的立体探测尤其是太阳磁场的立体观测在科学上的必要性,预期了这样的观测对太阳物理研究将产生的重大影响.并同时介绍了我国太阳物理界所达成的未来(2035/2050)太阳活动立体探测计划,该计划将围绕三位一体的立体探测展开,即立体观测太阳磁场、立体观测太阳高能辐射、立体多波段观测太阳耀斑三维结构和日冕物质抛射等.     

发展、培育和呵护我国自己的英文科学期刊

<正>发展、培育和呵护我国自己的英文科学期刊,创办我国有独立知识产权的国际一流学术刊物,是当代中国科学家的责任。常常有同事问我,国际上已经有了那么多一流的学术期刊,我们何必费那么大的力气再去办刊?我不知道该怎样直接回答这一问题。但是,一个不争的事实是,凡是有一流科学期刊的国家或地区,都有一流的自然科学研究;凡是有一流自然科学研究的国家或地区,也总有最好的科学杂志。那么照此逻辑,从国内科学期刊的现状来看,中国就应当在基础科学研究上永远处于二流或三流的地位吗?     

中国天文学发展的机遇、挑战和拼争

 2019年，诺贝尔物理学奖授予了理论宇宙学家詹姆斯·皮布尔斯、天文学家米歇尔·马约尔和迪迪尔·奎洛兹。前者以严谨的数学模型和物理理论来描述和解释宇宙的演化，使宇宙学成为可预测和验证的精准科学；后者采用新的方法发现了第1颗围绕类太阳恒星运转的系外行星，让人类重新认识自身在宇宙中的位置。新世纪以来，已有6个诺贝尔物理学奖归属天体物理学家，其他5个涉及的领域是：宇宙中微子和X射线源、宇宙微波背景不均匀性、宇宙加速膨胀、中微子振荡和引力波的发现。天文学正在迎来一个以理解宇宙的起源和人类自身为目标、以多信使天体物理学发现为特征的新纪元。     

理解我们的太阳

自古以来，人类对太阳的崇拜、思考和探索从来没有停止过。在人类最古老的诗歌中，埃及人这样歌颂伟大的太阳神：“把赞美和感恩献给你”，“你把大地照耀得一片金光”，“你让所有的大地、岛屿和城镇充满生机”。     

太阳低层大气中的磁重联

向量磁场的观测,为确定太阳活动区的磁场拓扑,提供了决定性的约束,从而,为证认可能的物理过程,提供了观测基础,从向量磁场观测和理论探讨两方面证实,由视向磁图观测发现的磁对消现象,反映了两个独立的磁环系统的相互作用,主要是发生在太阳低层大气的磁重联过程,这一重联过程可能通过向上层大气输运磁通量和磁螺度,影响上层大气的磁活动,并可能导致日冕内的快重联,提供太阳耀斑所需的能量.