作者:韩扬眉 来源: 中国科学报 发布时间:2020-4-13
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王慧:永攀空间科学高峰

王慧

 

■本报见习记者 韩扬眉

地球空间环境有些非常重要的区域,比如电离层、磁层,磁场作为“桥梁”将这两个区域联系在一起,从而引发两区域内质量、能量和动量的交换或耦合。

当太阳风所携带的巨大能量传送到地球空间,这些输入的能量会引起磁层—电离层的强烈耦合作用,从而导致磁层、极区电离层及高层大气中一系列的剧烈扰动,而这些扰动必然对空间环境、人类活动等产生重要影响。

在武汉大学电子信息学院教授王慧看来,这些现象有趣而重要,且富有挑战性。

“磁暴和亚暴是地球空间最重要的过程,它们是空间物理学的重要课题,也是近地空间环境监测和预报最为关心的问题。磁层—电离层的耦合研究能为空间环境现报预报提供理论依据,对卫星航天活动、通信导航和国防安全有重要意义。”王慧希望能解开磁暴和亚暴的触发之谜。

以亚暴为例,由于亚暴起始的突发性和短暂性,以及亚暴触发的磁层区域卫星观测数量少,数十年来,其发生机制与模式还有很多争论。亚暴机理与模型被认为是当前国际上最有挑战性的科学问题之一。

王慧利用大量“磁顶层到极光全球探测图像仪”卫星观测数据,揭示电离层电导率在亚暴触发过程中的重要性,发现电离层电导率是导致亚暴全球非共轭发生的重要因素等。一系列成果得到国内外同行的高度认可,部分成果被后续研究证实并成为理论依据。

2006年至2008年,王慧在美国密歇根大学作博士后,这段经历帮助她积累了科研经验,扩展了研究方向。回到母校武汉大学,王慧开始带领团队利用观测和模拟手段开展地球“磁层—电离层—热层耦合”研究。

以地球内磁层为例,它会对卫星仪器和人类造成辐射影响,在空间环境中可能引起卫星的遥控、通信、导航和地面供电网中断,因此预测或提供内磁层中等离子体能量的变化是空间天气预报中的关键。

近年来,王慧首次提出亚极光区电极化流对热层风和大气密度有重要影响并提供观测依据。相关研究成果为空间建模和预报提供理论依据,对提高预报精度,卫星定轨、航天和通信导航都有重要意义。

充满好奇心,并持之以恒。这是王慧从事科研所践行的信念,她因在前沿空间物理研究领域作出诸多重要成果而获得嘉奖。2011年获“美国地球物理学会日地系统科学BASU早期科研生涯奖”,是我国第三位获此殊荣的青年科学家;三次获欧洲地球物理学会奖励会员称号;2016年获第二届空间天气科学青年创新奖……

王慧还讲授本科生国家精品课程《电磁场理论》和研究生专业必修课程《磁层物理》。在学生看来,“王老师的课堂深入浅出,举一反三,极富启发性。她口中的物理概念清晰易懂,物理过程透彻明白,公式推导简明扼要”。

谈及所获成绩,王慧十分谦逊和低调,转而对科研“引路人”表达了谢意。“在我的科研生涯中,遇见很多恩师和益友,他们的认真执着、对身边人的慷慨相助对我产生了深远的影响。”

凡是过往,皆为序章。在王慧眼中,嘉奖和成绩已化为前行的动力和勇气,在攀登空间科学高峰的路上,仍要继续披荆斩棘、艰苦前行。

《中国科学报》 (2020-04-13 第3版 医药健康)
 
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