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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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太陽可能存在獨(dú)特的極地渦旋

研究結(jié)果將增強(qiáng)太空天氣預(yù)測能力

2024-11-18 科技日報(bào) 張夢然

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語音播報(bào)

在模擬中，太陽極地渦旋的緊密環(huán)形成于北緯55度左右，相當(dāng)于地球的北極圈。圖片來源：美國國家科學(xué)基金會國家大氣研究中心

美國國家科學(xué)基金會國家大氣研究中心的一項(xiàng)最新研究揭示，太陽可能像地球一樣，擁有極地渦旋，但與地球不同的是，這些渦旋的形成和演變是由磁場驅(qū)動的。這項(xiàng)發(fā)表在最新一期《美國國家科學(xué)院院刊》上的研究成果，對于深入了解太陽磁性和太陽周期至關(guān)重要，同時也將增強(qiáng)人們預(yù)測破壞性太空天氣的能力。

太陽系內(nèi)的多顆行星上都存在極地渦旋。在地球上，這樣的渦旋位于北極和南極的上空，當(dāng)它們保持穩(wěn)定時，能夠?qū)⒗淇諝饫г趦蓸O；反之，若渦旋變得不穩(wěn)定，則會導(dǎo)致冷空氣向赤道擴(kuò)散。木星、火星、金星、天王星、海王星，還有土星及其衛(wèi)星土衛(wèi)六上也發(fā)現(xiàn)了類似的極地渦旋現(xiàn)象。因此，太陽擁有類似特征似乎合乎邏輯。然而迄今為止，沒有探測器能夠直接觀察太陽的兩極，科學(xué)家對太陽極地渦旋的形成機(jī)制及其演變過程仍知之甚少。目前對太陽的大部分觀察，都是基于其面向地球的一面，這限制了人們對兩極動態(tài)變化的理解。

鑒于此，團(tuán)隊(duì)借助計(jì)算機(jī)模擬來探索太陽極地渦旋可能的形態(tài)。模擬發(fā)現(xiàn)，太陽很有可能存在一個獨(dú)特的渦旋模式，這一模式隨著太陽周期的變化而變化。在模擬過程中，極地渦旋首先在大約55度的緯度上形成，這類似于地球北極圈位置。在每個太陽活動周期達(dá)到峰值時，太陽兩極的磁場會消失，隨后被相反極性的磁場取代。而渦旋會以越來越緊湊的環(huán)形結(jié)構(gòu)向兩極移動。隨著這些環(huán)形結(jié)構(gòu)逐漸收縮，渦旋開始脫落，最終只留下兩個靠近兩極的渦旋。但這些渦旋也會消失，渦旋的數(shù)量及其向兩極移動時的形態(tài)，會根據(jù)太陽活動周期的不同階段而有所變化。

這些結(jié)果不僅填補(bǔ)了關(guān)于太陽磁場在兩極附近行為的空白，還為解決太陽周期相關(guān)的若干基礎(chǔ)問題提供了關(guān)鍵線索。此外，模擬結(jié)果也為規(guī)劃未來的太陽觀測任務(wù)提供了寶貴信息。

在模擬中，太陽極地渦旋的緊密環(huán)形成于北緯55度左右，相當(dāng)于地球的北極圈。圖片來源：美國國家科學(xué)基金會國家大氣研究中心美國國家科學(xué)基金會國家大氣研究中心的一項(xiàng)最新研究揭示，太陽可能像地球一樣，擁有極地渦旋，但與地球不同的是，這些渦旋的形成和演變是由磁場驅(qū)動的。這項(xiàng)發(fā)表在最新一期《美國國家科學(xué)院院刊》上的研究成果，對于深入了解太陽磁性和太陽周期至關(guān)重要，同時也將增強(qiáng)人們預(yù)測破壞性太空天氣的能力。太陽系內(nèi)的多顆行星上都存在極地渦旋。在地球上，這樣的渦旋位于北極和南極的上空，當(dāng)它們保持穩(wěn)定時，能夠?qū)⒗淇諝饫г趦蓸O；反之，若渦旋變得不穩(wěn)定，則會導(dǎo)致冷空氣向赤道擴(kuò)散。木星、火星、金星、天王星、海王星，還有土星及其衛(wèi)星土衛(wèi)六上也發(fā)現(xiàn)了類似的極地渦旋現(xiàn)象。因此，太陽擁有類似特征似乎合乎邏輯。然而迄今為止，沒有探測器能夠直接觀察太陽的兩極，科學(xué)家對太陽極地渦旋的形成機(jī)制及其演變過程仍知之甚少。目前對太陽的大部分觀察，都是基于其面向地球的一面，這限制了人們對兩極動態(tài)變化的理解。鑒于此，團(tuán)隊(duì)借助計(jì)算機(jī)模擬來探索太陽極地渦旋可能的形態(tài)。模擬發(fā)現(xiàn)，太陽很有可能存在一個獨(dú)特的渦旋模式，這一模式隨著太陽周期的變化而變化。在模擬過程中，極地渦旋首先在大約55度的緯度上形成，這類似于地球北極圈位置。在每個太陽活動周期達(dá)到峰值時，太陽兩極的磁場會消失，隨后被相反極性的磁場取代。而渦旋會以越來越緊湊的環(huán)形結(jié)構(gòu)向兩極移動。隨著這些環(huán)形結(jié)構(gòu)逐漸收縮，渦旋開始脫落，最終只留下兩個靠近兩極的渦旋。但這些渦旋也會消失，渦旋的數(shù)量及其向兩極移動時的形態(tài)，會根據(jù)太陽活動周期的不同階段而有所變化。這些結(jié)果不僅填補(bǔ)了關(guān)于太陽磁場在兩極附近行為的空白，還為解決太陽周期相關(guān)的若干基礎(chǔ)問題提供了關(guān)鍵線索。此外，模擬結(jié)果也為規(guī)劃未來的太陽觀測任務(wù)提供了寶貴信息。

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