獨特的地理位置，使地球南北兩極產(chǎn)生許多奇異的自然現(xiàn)象。在極區(qū)高空大氣中，飄忽不定的“等離子體云塊”常常對人類通訊、導航、電力設施和航天系統(tǒng)等造成危害。

一個由中國極地研究中心主導的國際合作團隊，首次揭開“等離子體云塊”的神秘面紗。

國際頂級學術期刊《科學》3月29日在線發(fā)表了這一研究成果。太陽時刻噴射著大量能量巨大的“太陽風”高速等離子體，不斷撞擊著包括地球在內(nèi)的太陽系所有行星的大氣層。

地球之所以能免為傷害，是因為擁有天然屏障——全球性磁場。它可以有效阻擋和偏轉(zhuǎn)大多數(shù)太陽風帶電粒子，防止與地球大氣層發(fā)生直接相互作用。

據(jù)論文第一作者張清和博士介紹，由于極區(qū)的惡劣自然環(huán)境和觀測數(shù)據(jù)的缺乏，等離子體云塊的“身世”一直是個謎，尤其是在惡劣空間天氣環(huán)境下如何形成和演化，是困擾國際空間天氣和通訊導航等領域科學家的一大難題。

該團隊分析了大量數(shù)據(jù)，從中挑選出200多個災害性空間天氣事件加以深入分析，并開展相應的計算機模擬實驗。

利用國際超級雙子極光雷達網(wǎng)和全球定位系統(tǒng)地面接收機的聯(lián)合觀測數(shù)據(jù)，首次直接觀測到2011年9月26日一次強磁暴襲擾地球期間，極區(qū)電離層等離子體云塊的完整演化過程。

研究人員首次發(fā)現(xiàn)，磁力線的“相遇與重組”（夜側磁重聯(lián)）在等離子體云塊演化過程中扮演著重要的“開關”角色。所謂“磁重聯(lián)”，是太空中常見的一種物理現(xiàn)象，是指當兩條磁極方向相反的磁力線無限接近時，分別斷開并“重新聯(lián)結”的物理過程。

當夜側磁重聯(lián)發(fā)生時，攜帶云塊運動的開放磁力線因重聯(lián)而閉合，相當于“開關”打開；當夜側磁重聯(lián)停止時，“開關”關閉。

中國極地研究中心主任楊惠根研究員表示，該成果將為極區(qū)電離層建模和空間天氣預報提供重要物理依據(jù)，具有很高科學價值。