空间中心科研人员发现等离子体层对周期性太阳风高速流的明显响应

冕洞是太阳大气中磁场呈开放结构的区域，其内部温度较低、密度较小，可持续释放高速太阳风。在太阳活动周的下降阶段，冕洞由高纬向低纬迁移，使高速流更频繁抵达地球并影响空间环境。由于冕洞在经向上的分布不均，加之太阳自转（约27–28天）的调制，地球空间中会出现27–28天及其谐波（如9天、13.5天）等周期信号。此前，这些周期性变化已在热层和电离层多项参数中被观测到；相较之下，对磁层是否存在对应周期性的研究仍然不足。

中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气全国重点实验室的李泉翰特别研究助理、何茂盛研究员及其团队，利用磁层顶至极光全球探测成像卫星 （IMAGE） 和 亚暴期间事件与宏观相互作用时空历史探测任务（THEMIS ）数据发现：在第23太阳活动周下降阶段的 2005 年与 2008 年，等离子体层顶的位置变化与太阳风速度存在显著反相关，并在特定时间尺度上表现出相干振荡。同时，美国相关卫星数据测得的电离层中纬度槽纬度也呈现类似的反相关特征。周期分析表明，这些参数均在上述年份呈现显著的 9 天和 13.5 天周期性。

该研究揭示了周期性高速太阳风驱动下日—地耦合的关键特征，并为等离子体层与电离层中纬度槽之间的关联提供了新的观测证据。相关成果已发表在 Geophysical Research Letters。

Li, Q.-H., He, M., Hao, Y.-Q., He, F., & Zhang, X.-X. (2025). Periodic response of plasmasphere to solar wind high-speed streams. Geophysical Research Letters, 52, e2025GL118450. https://doi.org/10.1029/2025GL118450

图1  （上）太阳风速度和（下）等离子体层顶位置的逐日变化呈现出显著的近9天的周期性变化

图2  （上）太阳风速度和（下）等离子体层顶位置周期图展现出显著的近27、13.5、9天周期

（供稿：天气室）