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研究方向

极区空间物理与天文研究所(筹)由极地大气与空间物理学研究团队和南极天文学研究团队组成。研究所专注于日地物质能量耦合和星系演化与系外行星方面的国家重大科技研究。利用自主科考数据开展极区太阳风能量注入、磁层-电离层-热层-大气层耦合、南极天文学的黑洞吸积物理研究等方面取得原创性成果。研究所已在我国南北极科考站建立了观测要素完备的极区空间环境观监测体系,为空间天气监测提供服务;在国家重点研发计划项目的支持下,研制了极区中高层大气激光雷达探测系统,在南极实现了极区大气准全高程的雷达协同观测,为探索空间天气活动对极区高层大气影响提供了新的观测手段;围绕国家太空安全重大需求以及“暗物质、暗能量、黑洞、宇宙起源、天体起源和生命起源”等基础性科研问题方面,利用南极在观测太空和宇宙的优势,重点开展了空间碎片监测、黑洞物理和太阳系外行星研究,聚焦服务国家战略,为国家科技重大专项做出贡献。

代表性研究成果

极地大气与空间物理团队:

1.获得了日侧极光综观特征,建立了极光预测智能模型,发现并定义了一种新的极光结构;

2.建立了极区电离层三维时变模型和电离层总电子含量的时空变化预测方法,解释了极区电离层典型气候学观测特征;

3.发现了太阳风-磁层能量耦合的极区电离层动力学响应的观测特征,揭示了极区等离子体不均匀结构等空间天气现象的形成和演化;

4. 发现了太阳风侵扰地球磁层顶对应的空间等离子波激发源区特征和超低频ULF波加速冷离子的过程;

5.研发了能够进行全昼夜探测的钠荧光多普勒激光雷达和中低层大气探测激光雷达,在南极中山站实现了中高层大气的准全高程观测;


南极天文团队:

1.发现超大质量黑洞吸积物理的关键动力学过程,解决长久以来黑洞吸积盘物质来源难题,发表在自然杂志;

2.基于南极望远镜历史数据,发现昆仑站等南极台站可高效捕捉低轨空间碎片等目标,可观测时间长,且极昼期间也可开展,对中国具有极高的战略意义。

3.研制南极亮星巡天望远镜,入选2015年度中国十大天文科技进展;并在中山站开展观测,捕捉到离地球最近的太阳系外行星的疑似掩食信号;

4.南极内陆拥有优质的天文观测条件,昆仑站是公认的地表最佳台址。天文团队在南极多台站开展天文台址参数测量,发现泰山站可能具有极高的天文利用价值;

5.发现氢、氦线可高效诊断超大质量黑洞周围物质气体,提出诊断类星体外流及其光变机制的系统方法,探讨外流对寄主星系的反馈,在国际知名天文期刊发表系列研究成果。


研究队伍

团队简介

       研究团队在南极中山站、长城站、泰山站、中山站-昆仑站断面以及北极黄河站、朗伊尔KHO观测台、冰岛观测台架设了系列的大气和空间环境观监测设备,在极区中高层大气物理、电离层物理、极光和粒子沉降、空间等离子体波、极区磁层-电离层耦合等方面开展了系统的观测研究工作,建立了数据分析系统和极区电离层三维时变模型。团队依托极区电离层长期连续的业务化观监测基础,结合中高层大气关键装备研发,紧跟国家需求攻关极区空间环境安全的态势感知体系建设和应用模式发展,建立了极区电离层-热层耦合观测体系,扩展和提高自主模式模拟和预报能力。团队与国内北京大学、武汉大学等高校及中科院部分院所开展了广泛深入的合作研究,同美国、挪威、瑞典、日本、英国、澳大利亚、南非等国际同行在人员交流和科研工作方面保持长期的友好合作。


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胡泽骏/ 团队负责人

简介:男,研究员,2009年于武汉大学获空间物理博士学位。中组部“万人计划”青年拔尖人才。从事极光物理、空间天气相关研究。主持国家自然科学基金面上项目2项,重点研发项目课题1项,国防专项课题1项,中科院先导专项子课题2项;发表论文80余篇。多次前往南北极考察站,曾任中山站代理站长、副站长,现任我国冰岛考察站站长。

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黄文涛/ 团队成员

简介:男,研究员,2003 年于北京大学物理系获光学博士学位,后赴美国学习工作。2006年至2015年受聘于科罗拉多大学博德分校环境科学联合研究所,历任一、二、三级研究员,从事大气探测激光雷达技术以及大气和空间科学的研究,负责和作为核心成员参与四项美国自然科学基金委的项目。2016 年入选国家海洋局“海洋核心人才”,受聘于中国极地研究中心任研究员和“探路者”特聘研究员。作为项目负责人和主要参与者在南极中山站建设了中高层大气的激光雷达观测系统,共发表学术论文30余篇。

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杨惠根/ 团队成员

简介:研究员,从事极光和极区空间物理观测和研究,先后主持国家南极“九五”攻关项目、行业专项、国际合作重点项目、国家自然科学基金重点和面上项目、国家重点研发项目等;主持实施“我国十五极地考察能力建设项目”和“中国南极内陆科学考察站建设项目”等重大科学工程项目。探索了一条从电离层踪迹反演极隙区运动学和动力学过程的新途径,开展了利用图像处理技术进行日侧冕状极光分类和动力学研究的新探索,先后在JGR、JASTP等学术期刊上发表论文50余篇。曾获得“留学回国人员成就奖”、国家海洋局海洋创新成果奖一等奖等奖项。

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胡红桥/ 团队成员

简介:男,研究员,1999 年于武汉大学获空间物理学博士学位,从事极光与极区电离层对流研究。曾4次参加南极考察,负责中山站高空大气物理观测系统的建设和极光越冬观测,主持完成中山站极区空间环境实验室和中山站高频雷达的建设工作,曾任中山站站长。参与中国北极黄河站的筹建,曾任黄河站站长。主持国家863 重点项目子课题课题、国家自然科学基金重点和面上项目、南北极环境综合考察与评估专项、国家重点研发项目等。曾获得海洋创新成果一等奖 1 次、二等奖2 次。所带领的研究团队于2017 年获人事部和国家海洋局授予的“中国极地考察先进集体”称号。

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刘勇华/ 团队成员

简介:男,研究员,现主持国家科技部重点研发项目1项,曾主持和完成国家自然科学基金面上项目2项、国家海洋局青年海洋基金项目、上海市“白玉兰”人才基金项目各1项、国家863重点项目子课题2项,曾参加和完成国家自然科学基金重点和重大项目2 项、科技部重点项目2项。获2012年上海市“浦江人才”项目资助。获省部级科技成果一等奖一次,二等奖三次。先后赴南北极越冬、度夏考察五次。担任国际著名地学杂志JGR、国内核心期刊“地球物理学报”、“空间科学学报”、“极地研究”等杂志审稿人和国家自然基金项目评审专家。迄今在GRL、JGR等国内外著名刊物正式发表论文近50篇。

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黄德宏/ 团队成员

简介:男,教授级高级工程师,2000年于挪威特罗姆瑟大学物理系获硕士学位。2001-2002 年赴南极越冬考察,2003-至今 年先后16次参加北极黄河站考察任务,负责现场仪器的安装、调试和后期的观测任务。主持并完成青年基金一项、国家科技基础条件平台建设地球系统科学数据共享网子课题、国家重点研发项目课题,负责极地“十五”能力建设中山站极区空间环境实验室项目建设,获上海市科学技术三等奖1项(排名第二),获发明专利1 项和实用新型专利1项,发表学术论文10 余篇。

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何昉/ 团队成员

简介:男,副研究员,2009年获武汉大学空间物理学博士学位,从事极区电离层吸收与TEC闪烁观测研究。2011.11-2013.1赴南极中山站执行高空物理越冬考察;2014年至今先后8次参加北极黄河站考察任务,执行3次越冬观测任务,2019年任北极黄河站站长;作为工程项目骨干,设计并建设了中冰北极观测台成像式宇宙噪声接收机系统。主持国家重大科学仪器设备开发专项课题、国家自然科学基金项目、南北极环境综合考察与评估专项课题等;在Science China等期刊上发表论文10余篇。

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王睿/ 团队成员

简介:女,副研究员,2009年获武汉大学空间物理学博士学位。2009.12-2012.3 期间,在中国科学院上海天文台做博士后,2015年4-7月到日本国立极地研究所做访问学者。从事中高层大气物理研究,包括极区对流层和平流层大气动力学、极区大气波动、极区对流层顶及其逆温层等;主持研发并在南极中山站建成极区中低层大气激光雷达探测系统。在JGR等期刊发表学术论文20 余篇,获“青年优秀论文奖”一项。主持或参与国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、海洋公益性行业科研专项等项目。


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刘建军/ 团队成员

简介:男,副研究员,2012年于武汉大学获空间物理博士学位。基于雷达和光学观测数据主要开展扰动空间天气的极光与电离层对流研究工作,利用我国极地考察站的观测数据发现了激波极光有关的重要观测特征,在JGR、GRL、极地研究等刊物发表相关论文20余篇。多次赴南北极考察站现场开展科考工作,主持或参与国家自然科学基金、国家重点研发计划、自然资源部青年科技创新人才等项目。曾获全国空间天气学优秀论文、海洋领域优秀科技青年等奖励。

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李斌/ 团队成员

简介:男,助理研究员,2014年于瑞典皇家工学院获博士学位。从事极光粒子加速过程、等离子体物理研究。主持并完成国家自然科学基金青年项目1项“极光准静态加速机制与阿尔芬加速机制间的关联性研究”。主持在研国家自然基金面上项目1项,“‘波纹极光’-一种新发现的小尺度弥散极光的驱动源及影响因素研究”。参与国家自然基金重点项目、上海市2021年度“科技创新行动计划”等项目,担任核心成员。迄今在JGR、APL等国内外刊物正式发表论文15篇,其中SCI一作6篇。

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陈相材/ 团队成员

简介:男,助理研究员,2017年于挪威奥斯陆大学获空间物理博士学位,研究方向主要为极区高层大气动力学。主持并完成国家自然科学基金青年项目1项、中科院国家空间科学中心开放课题1项;作为科研骨干,目前参与科技部政府间国际合作、上海市科委项目各1项;2017年获第四届全球华人空间/太空天气科学大会“优秀青年论文奖”。先后赴南北极越冬、度夏考察3次。迄今在JGR、Radio Science等国内外刊物正式发表论文近20篇。

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孙继承/ 团队成员

简介:男,副研究员,2017年于中国科学技术大学获空间物理博士学位。从事空间等离子体波动的理论与数值模拟研究。近5年来,在地球磁层中磁声波的粒子模拟方向开展了较为系统的研究。以第一或通讯作者在 GRL、 JGR、 APJ等期刊发表论文10余篇,累计被引用100余次。首次实现了偶极场位型下磁声波的粒子模拟,以及首次利用非均匀场粒子模拟研究了太阳耀斑环中高能电子的输运特征。

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张洋/ 团队成员

简介:男,助理研究员,2021年于武汉大学获空间物理学博士学位。从事空间等离子体波研究,利用低轨卫星测量的环电流质子数据推导并反演高轨卫星测量的等离子体波动(EMIC)强度的算法,建立多参数输入量化模型。研究电子、质子能谱的相空间密度模型;研究磁层多波动联合散射对粒子的影响等等。至今发表8篇论文。

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李雪璟/ 团队成员

简介:男,博士后,2014年于武汉大学获空间物理博士学位。从事电离层物理研究,开展了电离层等离子体瑞利泰勒不稳定性非线性演化过程的数值模拟,得到了磁赤道电离层等离子体密度扰动在风场和电场作用下的演化图像;沿子午链和纬圈电离层TEC的时空变化特征及其影响因素,发现磁偏角的经度变化和热层风场的地方时变化是引起沿子午链和纬圈电离层TEC的时空变化的主要原因;曾参与GPS/GLONASS双频双系统接收机的研制。

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团队简介

南极天文学研究团队成立于2011年,面向南极天文学及南极天文技术等相关科学技术研究。成立以来,组织开展多次南极昆仑站科考、中山站越冬观测。南极内陆拥有优质的天文观测条件,昆仑站是公认的地表最佳台址。天文团队在南极多台站开展天文台址参数测量,发现泰山站可能具有极高的天文利用价值;研究团队入选2019年度科技部重点领域创新团队。团队主持参加南极巡天望远镜、南极亮星巡天望远镜等天文观测设备研制、观测运行、数据维护,以及相关科学研究。在黑洞物理、系外行星等南极天文核心科学领域开展研究工作,在国际顶级期刊《自然》、ApJ等知名天文期刊发表大量科学研究成果,发现超大质量黑洞吸积物理的关键环节,观测发现比邻星疑似掩食信号。

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周宏岩/ 团队负责人

简介:研究员,中国极地研究中心学术委员会主任,中国科学技术大学教授、博士生导师。2003 年获中国科学技术大学理学博士学位。2003-2005 年中国科学技术大学讲师、副教授;2006-2007 年美国 Florida 大学天文系访问教授,2007-2009 年德国马普地外物理所洪堡学者;2009 年至今中国科学技术大学教授,2011 年至今中国极地研究中心研究员,负责筹建南极天文学研究团队,组织参加了 2012/2013 年度第29 次南极天文内陆科考。承担国家自然科学基金项目“SDSS 类星体 2175 埃吸收系统样本研究”、“几类特殊活动星系核的多波段观测与理论研究——探索黑洞与吸积”、“星系中心黑洞增长的特殊阶段”、“窄线赛佛特 1 型星系与活动星系核统一模型”等,973 项目“利用南极巡天望远镜在超新星宇宙学及太阳系外行星方面的前沿研究”中的“星系、类星体与黑洞”课题,以及南北极环境综合考察与评估项目天文子课题。研究领域主要包括黑洞物理、星系天文学以及大质量黑洞与宿主星系的共同演化。在Nature、 ApJ、 MNRAS、 AJ 等天文学和天体物理国际核心刊物发表论文 100 余篇,同行引用 3000 余次。代表性研究成果主要包括:首次发现超大质量黑洞吸积物理的关键环节,及吸积盘的供给吸积流;发现黑洞引力辐射反冲第一个观测证据;首先提出可利用光学光谱和红外光变探测黑洞潮汐力瓦解吸积恒星;提出了确定类星体外流方向的新思想,首次发现部分宽吸收线类星体中存在极向外流和高速内流等。

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姜鹏/ 团队成员

简介:中国极地研究中心副研究员。2011年在中国科学技术大学获天体物理学博士学位,先后获中国科学院院长特别奖,中国科学院优秀博士学位论文和全国优秀博士学位论文提名论文奖。曾任职于中国科学技术大学天文学系,南京大学天文与空间科学学院,2015年至今任中国极地研究中心副研究员。中国第32次南极考察中山站越冬考察队员,第35次南极考察昆仑站考察队员。研究工作涉及星系宇宙学、太阳系外行星、南极天文学和空间碎片等领域,承担多项科研项目,发表研究论文50余篇。

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田启国/ 团队成员

简介:中国极地研究中心高级工程师,博士。2006年毕业于中国矿业大学应用物理学专业,获学士学位;2012年毕业于中国科学技术大学近代物理系,获理学博士学位。2012年至今在中国极地研究中心工作。2012年11月—2013年4月参加了第29次南极科学考察天文科考。以第一作者在Review of Scientific Instruments,JCP,ApJ,MNRAS,SciBull,APS,极地研究等期刊发表多篇论文。承担国家自然科学基金一项,上海市自然科学基金两项。主要研究领域包括黑洞和寄主星系的共同演化,以及南极天文台址参数监测。研究成果包括发现了诊断高密度类星体吸收体的新探针;发现中国南极泰山站具有两个极佳的视宁度窗口。

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纪拓/ 团队成员

简介:2004年获中国科学技术大学近代物理系本科学位,2012年获中国科学技术大学天体物理专业博士学位。2012年入职中国极地研究中心,先后任博士后,助理研究员, 2015年取得副研究员任职资格。2013 年、2015 年在美国佛罗里达大学做访问学者,2017年在美国加州大学圣克鲁兹分校访问学者。主持过国家自然科学基金项目 1 项(类星体 He I*窄吸收线系统研究),上海市自然科学基金1项(南极虚拟天文台预研究:AST 3-1 主题数据库)。参与973项目“利用南极巡天望远镜在超新星宇宙学及太阳系外行星的前沿研究”、南北极环境综合考察评估等多个课题。有较为丰富的观测经验,使用国内外大中型望远镜如 Keck,MMT, Palomar/P200 等超过 30 夜。主要研究兴趣为南极天文学、星系中心超大质量黑洞与星系共同演化、类星体吸收线系统, 天文光谱数据处理pipeline的开发。在 Nature、ApJ、MNRAS 等期刊发表论文 40 余篇,被国际同行引用 300 余次,其中第一作者和通信作者发表 SCI 论文 3 篇。

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史习珩/ 团队成员

简介:中国极地研究中心助理研究员。2011年毕业于中国科学院上海天文台,获理学博士学位。2011—2014年为中国科学技术大学天文学系博士后,2014—2016年为中国科学院国家天文台与中国极地研究中心联合培养博士后。研究领域为星系与活动星系核。承担上海市自然科学基金项目“利用Fe II吸收线研究类星体大质量吸积、反馈过程”。在Nature、 ApJ、ApJL、RAA等国际核心刊物发表第一、第二作者论文8篇。主要研究成果包括:类星体光谱Lyα线丛中的金属吸收线证认、类星体外流的性质研究、类星体红移吸收线系统及直接供给中心黑洞吸积盘的内流的发现与证认、类星体本征吸收线光变的运动学成因研究等。

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杨臣威/ 团队成员

简介:男,主要研究方向为星系与活动星系和南极天文学。2010年于中国科学技术大学物理学院获理学学士学位。2010至2015在中国科学技术大学天文系获天文学博士学位。一批通过高电离度谱线证认的超大质量黑洞潮汐力瓦解恒星爆发事件候选体进行后续光谱监测,获得了爆发过程中谱线演化特征,从而限制了爆发的物理起源并为在后续巡天中探测类似稀有事件提供参照基准。分析了数千个活动星系紫外吸收线强度在数年时间间隔上随光度的变化,证实了在统计上吸收线强度与活动星系核光度反相关,说明产生吸收线的气体处于较高电离状态并受到活动星系自身光度调节。2013年至2014年,赴美国加州理工大学红外中心访问,利用帕拉马大视场暂现巡天研究大样本超大质量黑洞光变行及高红移超新星探测。2015至2018任中国科学技术大学天文系博士后研究员。作为主要责任人研制完成量子通信望远镜光学端口双通道多波段测光成像仪。发展了一套通过紫外氮元素谱线特征诊断黑洞潮汐瓦解恒星事件的方法。2018至今任中国极地研究中心助理研究员,通过对南极昆仑站运行望远镜历史累计天文数据进行系统分析,首次证实昆仑站在空间目标监测方面的突出台址优势。

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潘翔/ 团队成员

简介:中国极地研究中心助理研究员,博士。本科、研究生就读于中国科学技术大学,2018年获天文学博士学位;2018年至今为中国极地研究中心南极天文学研究团队助理研究员,2020年取得副研究员任职资格。研究方向包括类星体的消光、吸收与散射;超大质量黑洞的吸积与反馈;系外行星与小行星光变监测等。在Nature,ApJ,MNRAS,AJ等国际期刊发表学术论文20篇,其中第一作者论文6篇。研究过程中发现散射现象是研究高活动性类星体气体环境的有效手段,相关研究得到国家自然科学基金青年基金资助。开展“面向南极天文的黑洞活动的光变研究”,获上海市自然科学基金面上项目资助。

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戴雪洁/ 团队成员

简介:1990年生于河南郑州。2012年本科毕业于重庆师范大学物理学专业,2019年博士毕业于中国科学院上海天文台天体物理专业。2019年11月至今在中国极地中心从事博士后工作,主要从事星系与活动星系核的多波段光谱观测研究。

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陈鸣飞/ 团队成员

简介:男,1994年生于安徽合肥。2016年本科毕业于英国利物浦大学,2018年硕士毕业于美国杜克大学。2021年7月至今在中国极地研究中心工作,主要从事空间碎片相关的研究。

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宗秋刚/ 所长

极区空间物理与天文研究所(筹)所长,北京大学地球与空间科学学院教授、北京大学空间物理与应用技术研究所所长、北京大学行星与空间科学研究中心主任,长江学者。

1989.10-1991.04在中山站开展极区高空大气物理观测研究。出版著作3部,先后主持基金委创新研究群体、国家重大科研仪器设备专项和国家航天局“十三五”等项目。发现了地球空间“杀手电子”的快速加速机制,系统拓展了超低频波与带电粒子相互作用共振理论,对地球和行星物理产生了重要影响。带领团队开发了国际首创的超高时空分辨率的新一代能量中性原子成像仪,并突破阵列探测器及其控制等“卡脖子”技术,成功研制了能量电子探测器并搭载在我国四颗北斗和两颗风云卫星上,实现了我国首次对地球辐射带“杀手电子”动态变化的实地测量。利用自主探测数据,开发的“杀手电子”预报模型已被纳入国家空间天气预警中心和“北斗办”的标准预报模式。荣获汉尼斯﹒阿尔文奖章(EGU,首位华人)、国际日地物理委员会杰出科学家奖(首位华人)和国际空间委员会维克拉姆萨﹒拉巴依金质奖章等。发表SCI论文372篇(其中第一/通讯作者114篇),引用9千9百多次。


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