喜讯！我国科学家首次发现“太空台风”，可惜名字有误

喜讯！我国科学家首次发现“太空台风”，可惜名字有误

文/袁玉刚 图/来自互联网

我国科学家首次在北极上空发现了类似于台风的“太空台风”。2月22日，这一最新研究成果被《自然·通讯》在线发表，并被《自然》选为研究亮点。　　

众所周知，极光大都发生在纬度较低的极光椭圆内，磁极点附近的极盖区通常不会有明显的极光。2014年8月20日北极磁极点附近出现了一个类似台风的气旋状、宽度超过1000公里的极光亮斑，亮度比极光椭圆内的极光还强，可以肯定不是人们日常见到的极光。

图1 “太空台风”示意图

我国空间物理学家、山东大学空间科学研究院张清和教授率领的国际研究团队与国内外学者合作，利用先进的观测设备和计算机数值模拟展开了系统研究，发现这一现象具有与台风非常类似的特征，包括圆形的等离子体对流和速度为零的“台风眼”、圆形的磁场扰动、强电子“雨”等，并将这一新现象命名为“太空台风”。

更为全面地观测数据表明，该结构伴随有明显强的亮斑状上行场向电流、强等离子体对流涡旋剪切、离子上行、局部电子温度上升1000K 以上、先负后正的双极磁场结构、沉降电子被加速到10keV以上、堪比超级磁暴的电子沉降能通量等特点。

图2 DMSP卫星的极光和AMPERE的场向电流观测图像

张清和教授通过与中国科学院国家空间科学中心王赤院士团队合作，利用高分辨率三维磁流体力学模型进行计算机数值模拟，完美重现了这一现象及其三维形态，并揭示了它的形成机理。

与低层大气的中性粒子环境不同，高层大气（磁层和电离层）属等离子体（带电粒子）环境，如果真的存在台风现象，将预示着一次非常高效率的日地能量耦合过程。

图3 模拟图

低层大气的台风现象源于下方的驱动（热带海洋上方潮湿空气上升造成的潜热通量），张清和解释说：在长时间极端平静期内，发生在地球高纬度的磁层与太阳风相互作用及其演化，促使在北极磁极点上方的电离层与磁层形成了一个巨大的顺时针旋转的漏斗形磁螺旋结构。这个结构形成了太阳风带电粒子直接进入地球中高层大气、地球带电粒子逃逸至磁层的通道，极大提升了太阳风-磁层能量的耦合效率。

张清和教授的发现可喜可贺！说明中国的科学家胆识独具，慧眼识珠。我们的地球处于一个行星系旋涡中。可是许多人想不到，也不认可。大多数科学家循规蹈矩，不敢越雷池一步，在外国的权威后面亦步亦趋，甚至拾人牙慧。唯张清和教授离经叛道，提出了北极太空台风之说。应该大加赞扬。

地球与木星、土星一样，两极都有旋涡即台风。

图4 木星北极旋涡群

图5 土星北极旋涡

不得不提醒张清和教授的是，这种台风还是地球上的旋涡，不是太空台风。真正的太空台风是两个旋向相反的台风面对面合起来的样子。

至于这种北极台风的形成机理与正常的台风确实不一样，是等离子体的带电粒子沿地球磁力线高速冲击极地形成的。