南大西洋地磁异常区的长期变化研究进展

南大西洋地磁异常区(South Atlantic Anomaly,SAA)是如今地球磁场最显著的结构特征之一,区域内存在磁场强度弱、辐射高、高能粒子通量增加等特点,并且该区域在近百年来持续进行向西漂移和面积扩张.SAA的长期变化影响了近地空间环境,反映了地球深部动力学特征,是研究地球磁场发电机的重要窗口.近年来地磁场表现出偶极子能量不断减弱、非偶极子能量正在增加的趋势,SAA表现出比历史时期更迅速的变化速度,各向异性有所增加,并出现了次级异常中心,这些新的变化说明SAA的演化可能进入了新的时期,引发人们对SAA长期演化规律以及未来演化趋势的关注和探讨.本文将结合古地磁与现代地磁模型研究结果,对SAA在过去、现在、未来的演化特征的研究结果进行总结,并对SAA的成因进行综述分析.

地球与行星内源磁场建模研究进展

太阳系绝大多数行星都拥有随星体自转而共转的内源磁场.随着人类不断地进行深空探测,人们已经对所有已知具有内源磁场的太阳系星体建立起了其对应的行星磁场模型.行星磁场建模是深入研究行星内部动力学过程、探究行星演化历史、理解行星磁场与太阳风相互作用、认识行星磁场对高能带电粒子的屏蔽效应等多种研究方向的重要基础.同时,行星磁场建模也是一项多学科交叉的研究工作,其涉及到行星磁场建模理论、内外源磁场场源分离、参数反演方法与方程优化等多方面的研究.本文综述了地球与太阳系其他行星,包括月球以及木卫三两颗卫星在磁场建模方向的研究进展,描述了行星内源磁场的特征,整理了太阳系行星最准确的全球磁场模型.本文首先从行星磁场的数学建模方法开始,梳理了自高斯时代以来磁场建模技术的发展历史,介绍了行星磁场建模研究的热点方法.文章最后展望了未来行星磁场建模研究的发展趋势,以及我国未来的深空探测计划对行星磁场建模研究的可能贡献.

地磁场与气候相关性研究五十年

地磁场与气候相关性研究五十年,人们并没有完全理解地磁场变化如何调控气候,反而更深刻地意识到这个问题远比之前想象的要复杂.本文从不同的时空尺度梳理了过去五十年间对于地磁场与气候关联性的研究.研究表明,从万年尺度的地磁倒转、千年尺度的地磁漂移、到百年尺度的考古地磁急变,甚至年代际的地磁活动变化,各种尺度的地磁场变化与气候之间都存在显著的关联.然而,相关性并不代表因果性,地磁场影响气候变化的潜在机制仍然存在争论.宇宙射线生成云机制是目前最有潜力的地磁场调控气候的过程,它在不同的时间尺度上有效地发挥作用,但其确切的物理机制和相对重要性仍然是悬而未决的问题.本文提议,应当从日地多圈层耦合的角度去理解地磁场与气候的关联性,并重点关注区域气候系统对区域磁场变化的响应.从古到今、从点到面,最终形成关联地磁场与气候变化的全球图像.如今,可精细刻画南大西洋异常区(SAA)磁场变化的澳科一号的成功发射,百年尺度的西太平洋磁异常区(WPA)的首次发现以及古地磁/考古地磁和古气候数据重构的快速发展为地磁场与气候研究提供了新的历史机遇,地磁场变化对气候的影响研究将被推向新的高潮.