刘晶教授研究团队揭示太阳耀斑重构全球空间电流系统 2026-03-18

March 18, 2026

[本站讯]近日,空间科学与技术学院刘晶教授研究团队在地球空间电流系统取得重要进展,相关成果发表在地球与空间科学领域期刊Geophysical Research Letters。该论文通讯作者为山东大学刘晶教授,低空科学与工程学院本科生唐弘楷为第一作者。

图1.耀斑期间磁层-电离层电流耦合响应示意图

长期以来,近地空间磁层-电离层电流系统的扰动通常认为主要由太阳风和行星际磁场引发。团队研究基于2001-2017年长时间序列的多源观测数据,系统筛选并统计分析了大量太阳耀斑事件,排除太阳风与地磁活动的影响,从统计意义上证实了耀斑对全球磁层-电离层电流系统的独立驱动作用;揭示了太阳辐射可同步调制赤道电集流、场向电流以及不对称环电流,建立了从低纬电离层到内磁层的完整电动力学响应链条,阐明了耀斑通过快速增强电离层电导并改变磁层-电离层耦合反馈,从而在分钟尺度内重塑全球电场结构的物理机制。在耀斑事件中,日侧赤道电离层垂直漂移减弱,而赤道电集流却明显增强,其增幅与耀斑强度呈正相关。同时,R2场向电流及不对称环电流同步增强,产生类似“过屏蔽效应”的电场扰动,能快速渗透至低纬地区,从而削弱白天赤道东向电场,反映出耀斑可在极短时间内触发全球尺度的电流系统响应。

图2. 2015年3月11日X级耀斑期间的场向电流(FAC)及水平磁场变化(ΔH)

图(a-f)为AMPERE测量的半球FAC数据(红色表示向上,蓝色表示向下)

图(g)展示了地面磁力计测量的ΔH数据,垂直红色线条表示耀斑开始与结束时刻

该研究深化了对太阳活动影响近地空间环境的方式的认识,表明耀斑不仅是辐射事件,还可快速重构全球空间电流系统。这一发现对理解短时空间天气过程、提升耀斑驱动效应的预报能力具有重要意义。