中国的空间环境研究

主要介绍我国的空间环境研究及其进展，包括空间环境探测，特别是利用卫星探测；空间环境资料和模式的收集与研究；空间环境与航天器的相互作用及其对航天器的影响；以及空间环境预报等．     

火星空间环境中电子通量的统计研究

火星空间环境中不同区域的电子分布在行星演化过程中扮演了重要的角色.然而,整个火星空间环境中电子的分布情况目前还不清楚.本文使用MAVEN航天器2015～2020年共6年的观测数据,统计研究了不同能量(30～5000 eV和20～1000 keV)的电子对应的微分能量通量在整个火星空间环境中的分布.通过统计研究,我们发现...     

地球空间环境及预报

地球空间是人类赖以生存、发展的重要保护层．地球空间环境的变化，特别是爆发性活动──空间暴，对输电系统、航天安全、无线电通信、导航、全球定位系统、生产活动及生态环境有很大影响．因此，对地球空间环境变化进行预报有重要意义．这项工作已引起不少国家学者和政府部门的重视，在环境探测和理论研究方面已取得不少成果．中国应抓住机遇，加强组织和规划，加强国际合作，发挥自己的优势，建立和完善地面观测系统，争取在２１世纪初实现准确实时的地球空间环境预报．     

地月空间粒子辐射环境及其对月表物质的影响研究进展

由于没有全球磁场和稠密大气保护,月球直接受宇宙线、太阳风和地球风粒子的轰击.了解月球空间粒子辐射的特性、粒子的来源和传输等过程,本身是亟待解决的空间科学基础问题,同时还可帮助更好地提供预报和预警,为保障探月和载人登月等活动的安全提供理论参考;此外,月球空间辐射环境中的粒子与月表作用产生的水等物质对载人登月和月球基地意义重大,且月表物质保存了空间环境较为完整的信息和演化历史,对研究地月系统及太阳系其他天体(乃至系外行星)的宜居性与演化,也具有重要的科学价值.本文在简要总结地月空间粒子辐射环境研究现状的基础上,重点分析了近月粒子辐射环境及其对月表物质所产生的影响,梳理了宇宙线、太阳能量粒子事件、太阳风、地球风以及月源粒子等不同辐射的来源和传输机制,这些粒子与月表作用产生水、赤铁矿、中性原子等物质的过程,以及相关过程对月球空间环境的影响、对地月系统演化的启示等关键科学问题,并提出了解决问题所面临的技术难点,最后对未来可能的重点研究内容进行了展望,可为后续月球探测任务(例如嫦娥四期和国际月球科研站等)相关领域科技规划提供一定的参考.     

风云二号03批卫星空间环境监测器

风云二号卫星以自旋稳定方式工作于地球静止轨道,自1997年以来,01批与02批卫星空间环境监测器成功的业务运行获得了大量重要探测成果;在继承01批与02批产品研制技术的基础上,提高了03批空间环境监测器的探测性能指标和技术设计,更好地满足空间天气预警业务发展的新需求.本文对风云二号03批卫星空间环境监测器的新设计、关键技术研制和发射前的定标试验结果进行分析和讨论.     

中国空间天气研究进展

空间天气指太阳、行星际空间和地球空间(地球磁层、电离层、热层和中高层大气)的状态及其变化,它能够影响到天基和地基技术系统的运行和可靠性,危及人类的生存.空间天气计划包括观测和资料分析,研究和数值建模,预报和服务.本文评述了近十年来我国空间天气研究中的一些重要成果.     

航天器工作的地磁环境

航天器工作环境中的地磁场可以用于定向和姿态控制，为空间飞行提供了一个天然的坐标系，但地磁场与带电、带磁的航天器相互作用又在一定程度上影响着航天器的运动参数（如自旋、定向、轨道等），地磁场的变化，特别是磁暴和亚暴期间剧烈的磁场扰动会对航天器的正常运行和航天器仪器的有效工作造成重大影响，与磁场变化相伴随的磁层、电离层扰动，高能粒子流对航天器的工作、空间通讯、对宇航员的安全都可能有严重影响。磁扰期间，中性大气的密度、温度的变化也会影响航天器的轨道和姿态，本文从地磁场结构和变化综合评价航天器工作的地磁场环境，为航天器利用地磁场和防护地磁场变化带来的有害影响提供一些背景材料。     

太湖地区环境敏感地空间分布及对策——以苏州市为例

随着工业化和城市化进程的迅速推进,区域空间发展向坡地、沿湖地区等环境敏感地区伸展,加剧了环境敏感地区的环境压力和生态胁迫,影响了区域可持续发展。针对苏州市自然地域特点,对环境敏感地进行分类,划出区域未来开发与保护的空间范围与布局,对实现区域健康发展具有重要的现实意义。本文将生态保护需求、水源保障、污染影响、农田生态保护、灾害防范等作为环境敏感评价的基本因子,将苏州市环境敏感地划分为生态功能敏感地、地表水源敏感地、污染影响敏感地、优质农田敏感地以及潜在灾害敏感地五类,在明确其空间范围的基础上,对环境敏感地进行综合评价,进而有针对性的提出减缓敏感响应、保护生态及发展区域经济的对策。     

空间天气驱动源——太阳风暴研究

太阳风暴作为一个约定俗成的术语,近年为学术界和公众所普遍接受.它形象地描述了以强太阳耀斑和日冕物质抛射为代表的太阳爆发事件扫过行星际空间,在行星际传播、发展和影响空间环境的物理过程.太阳风暴所驱动的空间灾害性天气,影响人类技术系统的安全和运行的可靠性,是在高技术时代人类面临的自然灾害之一.本文概述太阳风暴的观测特征和相关基础研究中的主要科学问题,着重评述近年国内外太阳风暴观测研究的主要进展,评介中国学者的学术贡献及面临的机遇和挑战.在国际空间观测竞相发展、不断取得突破性发现的今天,发展我国独立自主的太阳物理学和空间物理学空间探测,是推动我国空间科学基础研究发展的关键;而聚焦太阳风暴发生、发展和空间天气形成的机理研究,形成空间灾害性天气预报的理论框架,则成为提高我国空间灾害性天气预报和预警能力的根本.     

滇西北地震空间密集度及其预报指标

地震观测表明,在大震孕育过程中,一定区域内,都伴随有大量的地震活动,地震空间分布图象会发生变化。在实际预报中主要通过对小震活动条带、围空区、前兆震群等空间分布特征的研究,找出半定量指标对未来地震形势作出判断。地震空间密集度是定量研究地震活动性的一种方法。本文研究了滇西北的地震空间密集度,并提炼出判别指标,通过对1980年以来滇西北M_3≥5.0级地震的10次预报检验,结果表明,滇西北地震空间密集度在实际应用中有一定的应用价值。     

日地系统研究的现状和趋势

日地系统研究的发展趋势是将日地系统各圈层作为一个整体来开展三维的定量研究，发展各国之间和各学科之间科学家的广泛合作，加强空间探测和地面综合监测网的建设，密切观测分析、理论研究、数值模拟和环境预报之间的联系，直接为生存和生产服务．     

卫星介质深层充电的计算机模拟研究

卫星介质深层充电效应是诱发地球同步轨道卫星运行故障和异常的重要因素之一,文中介绍了介质深层充电的物理机制,给出了初步的物理模型和计算机模拟方法,该模型的模拟计算结果与欧空局的深层充电分析软件DICTAT的计算结果吻合得很好. 深层充电导致的最大电场总是出现在介质的接地侧,因此,介质的接地侧是发生放电的危险区域;对于典型的外辐射带高能电子能谱情况,介质的充电时间为小时量级.     

地磁倒转与生物灭绝因果关系研究五十年

地磁场源于地球内部的地核发电机,经由近3000 km厚的地幔和地壳到达地面,穿过生物圈、大气层和电离层后延展至太空形成磁层.地磁场对生物圈有双重保护作用:阻挡了高能粒子向内入侵,也避免了氧和水等挥发性物质向外逃逸.尽管地磁场在几十亿年的时间里帮助维持了地球的宜居性,人们仍认为地磁倒转所导致的保护作用削弱会给生物圈带来深刻的负面影响,甚至是生物灭绝.本文梳理地磁倒转与生物灭绝因果关系研究的五十年发展历程,结合历史背景评介早期"一对一"假说的得与失,并着重阐述空间环境变化在最新提出的"多对一"假说中的重要作用.这些研究成果已经清晰地说明,从地核到磁层的地球各圈层是一个耦合的复杂系统,地球演化中的重大事件应当从地球系统科学的角度来看待,并借助比较行星学来研究和理解.     

变化地磁场预测的支持向量机建模

变化地磁场建模与预测是地磁导航、空间环境监测等领域的重要研究课题.由于变化地磁场属于日地系统中的一部分,受多种因素的制约影响,且其变化本身也具有较强的前后相关性.本文综合空间和地面监测数据,以变化地磁场地面观测数据、地方时、太阳射电流量和行星际磁场南向分量等为输入,采用支持向量机方法,建立了变化地磁场综合模型,并进行预测.结果表明,在地磁活动Kp指数小于4时,预测3 h平均绝对误差小于1.61 nT.     

Solar particle events seen by the MOPITT instrument

This paper reports on Device Single Events (DSEs) occurring in the Measurements Of Pollution In The Troposphere (MOPITT) space instrument piezoelectric accelerometers. It is found that DSEs correlate with the radiation environment, solar activity and high intensity Solar Proton Events.     

我国空间物理研究进展

经过多年的建设与努力,我国日地空间物理与空间天气领域的研究呈现蓬勃的发展态势.《地球物理学报》以空间物理为专辑,集中在2014年11期刊发38篇文章,涵盖了基于"子午工程"观测数据分析在内的空间物理和空间天气方面的一批最新研究成果.这些工作涉及电离层、中高层大气、地磁与磁层、太阳及太阳风等学科方向,还有两篇工作涉及行星空间环境.本文将从这五个学科方向简要地介绍收入专辑的这些工作.