• ISSN 2097-1893
  • CN 10-1855/P

2021年  52卷  第5期

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稿约
《地球与行星物理论评》稿约
2021, 52(5): .
摘要:
寄语
寄语
2021, 52(5): .
摘要:
综述
行星物理
行星等离子体探测技术
孔令高, 苏斌, 关燚炳, 白伟华, 张爱兵
2021, 52(5): 459-472. doi: 10.19975/j.dqyxx.2021-020
摘要:
等离子体是行星空间环境的基本要素之一. 行星等离子体环境与行星的磁场环境和大气环境密切相关. 等离子体环境探测有助于了解行星环境的演化历史和机制. 行星等离子体探测经过几十年的发展,技术发展相对成熟,形成了以原位和遥感探测相结合的局面,大大提升了人类对行星环境的认知. 原位探测以静电分析技术和磁场分析为主,遥感探测以无线电遥感为主. 本文结合典型行星探测计划的等离子体探测载荷,介绍了行星等离子体探测技术的发展现状,总结了行星等离子体探测技术未来发展趋势.
空间电场的原位测量
李坤, 崔峻, 魏勇
2021, 52(5): 473-482. doi: 10.19975/j.dqyxx.2021-013
摘要:
在地球和行星空间中探测电场有助于我们理解空间中的电场结构和等离子体波动. 通过分析电场测量数据,我们还能反演得出普通能谱仪不能直接测量的磁层中占绝大多数的冷离子. 这些冷离子的来源为地球的电离层,通过极区的双极性电场加速而逃逸. 它们从电离层中的损失是地球大气层和宜居性演化的重要因素. 本文总结空间探测中主要使用的两种电场探测仪器,以及利用这两种仪器获得磁层冷离子参数的方法. 在目前已有的技术基础上,我们提出探测极区双极性电场(约10−6 Vm−1量级)的新仪器. 这个仪器有望搭载于极区运行的卫星上,为大气演化和宜居性演化提供重要线索.
水星磁层观测研究
钟俊
2021, 52(5): 483-494. doi: 10.19975/j.dqyxx.2021-021
摘要:
水星磁层无辐射带、电离层、等离子层,大气层明显消失,只有微弱的外逸层. 由于磁层尺度小,行星内核感应效应较为明显. 行星空间环境显著区别于地球. “信使”号卫星对水星磁层的观测研究丰富了对水星空间环境的认识和理解. 本文主要从磁层尺度及变化性、磁场重联及磁通量绳的形成、典型磁层动力学活动过程、磁层行星重离子时空变化、极端太阳事件下磁层响应特征等方面对水星磁层“信使”号观测研究进展进行简要总结. 并对BepiColombo卫星探测进行相关问题研究展望.
月尘运动与生物毒性研究进展
张小平, 甘红, 李存惠, 谢良海, 孙燕
2021, 52(5): 495-506. doi: 10.19975/j.dqyxx.2021-027
摘要:
月尘易于发生迁移运动,影响月表和近月空间环境及月面物质成分分布. 研究月尘是认识水星、小天体等地外无大气天体表面尘埃形成机制、尘埃发射机理及运动规律的基础. 在航天工程上,月尘是任何月面探测活动都无法避免和必须应对的重要环境问题,是未来载人登月及月球基地建设的重要挑战. 前期探月任务中观测到了大规模的月尘活动,并据此开展了几十年的相关研究,但尘埃活动的物理机制仍有待进一步研究. 随着月球大气与尘埃环境探测(LADEE)专项任务、嫦娥工程月球探测任务等的实施,以及地面模拟实验的开展,国内外学者在月尘运动规律及其生物毒性等方面进行了一系列研究,取得了可喜的进展,本文对近期取得的重要成果进行简要介绍.
行星际尘埃的探测与研究进展
赖海容, 贾英东, 何建森
2021, 52(5): 507-517. doi: 10.19975/j.dqyxx.2021-029
摘要:
行星际尘埃遍布太阳系中,是太阳系物质的主要组成部分之一,主要来自太阳系小天体(如彗星和小行星)的物质剥离损失,因此对其探测有助于了解太阳系小天体的起源与演化. 它们在行星际空间因太阳风等离子体的碰撞以及太阳辐射电离而带电,因而会影响周围的等离子体. 行星际尘埃诞生后在万有引力、光压、玻印廷—罗伯逊作用以及洛伦兹力的作用下被加速. 由于行星际尘埃的尺寸分布较广,对它们的探测始终是行星际观测的一个挑战. 同理,行星际尘埃的动力学横跨数十量级的空间尺度,包括单粒子动力学到尘埃等离子体的各种过程. 本文着重讨论尘埃颗粒个体的不同带电机制以及受力情况分析,简要介绍尘埃等离子体的相关研究以及近期帕克太阳探针在内日球层关于行星际尘埃探测的一些进展成果.
火星弓激波的基本特征与位形模型
李一凡, 温霁鼎, 潘媛, 林海博, 郭建鹏
2021, 52(5): 518-527. doi: 10.19975/j.dqyxx.2021-018
摘要:
由于火星没有内禀磁场,太阳风可以直接与火星大气和电离层相互作用,并在火星上游形成弓激波. 过去几十年,利用弗伯斯2号(Phobos 2)、火星环球探测者号(MGS)、火星大气与挥发物演化(MAVEN)等探测器对火星空间磁场和等离子体的探测,研究人员对火星弓激波的基本特征、影响火星弓激波位形的主要因素开展了大量研究和探索,建立了火星弓激波位形模型. 本文简要回顾了火星弓激波的探测历史和相关研究进展,重点关注火星弓激波的在轨观测特征、影响其位形的主要因素、火星弓激波二维和三维模型,并分析了一些值得探讨的科学问题.
金星与火星电离层研究现状概述
曹雨田, 牛丹丹, 崔峻, 吴晓姝
2021, 52(5): 528-542. doi: 10.19975/j.dqyxx.2021-024
摘要:
随着天问一号发射,我国深空探测迈入火星探测新阶段,这对我国行星科学的学科建设提出了更高要求. 行星电离层一般指行星高层大气中含有大量自由热电子与离子的区域. 这些等离子体主要由太阳紫外辐射与行星外部高能粒子电离行星中性大气后产生. 作为行星与外界进行物质能量交换的关键区域,电离层对行星高层大气以及地表环境都有十分重要的影响. 本文简略回顾了从上个世纪以来开展的一系列金星与火星探测计划所获得的对金星与火星电离层的研究结果,旨在为通过比较行星学研究不同星球电离层的异同提供基础.
巨行星空间环境研究进展
尧中华, 郭瑞龙, 袁憧憬, 潘东晓, 许严
2021, 52(5): 543-560. doi: 10.19975/j.dqyxx.2021-019
摘要:
太阳系八大行星分为类地行星和巨行星,巨行星不仅体积和质量大,其磁场也相对更强. 土星的磁矩大约是地球的600倍,而木星的磁矩则有地球的20 000倍之大. 土星和木星巨大的磁矩也让其拥有比地球大很多的巨型磁层空间. 等离子体在巨行星的磁层空间中受到强大的电磁力而产生复杂的加速和输运过程,持续产生空间能量物质扰动. 本文将回顾巨行星磁层空间的能量物质循环基本图像、辐射带高能物理过程、磁层电离层耦合过程以及巨行星磁层空间的关键基本等离子体物理过程,尤其结合中国学者在这一领域的最新研究进展进行介绍.
日球层等离子体片及其行星空间天气效应
洪一纯, 郭建鹏, 赵丹
2021, 52(5): 561-568. doi: 10.19975/j.dqyxx.2021-017
摘要:
日球层等离子体片是出现在日球层电流片附近的等离子体结构,具有离子数密度明显增强、磁场总强度下降、等离子体β增大等特征,是行星际扰动和行星空间天气的重要驱动源,被广泛关注和研究. 日球层等离子体片内可能存在局地电流片、等离子体波动和磁岛,也引起日趋深入的讨论. 本文简要介绍有关日球层等离子体片的一些研究进展,重点关注日球层等离子体片的源区、成因、就地观测特征和行星空间天气效应,并尝试分析一些值得探讨的科学问题.