近日，山东大学空间科学研究院/空间科学与物理学院2019级空间科学与技术专业本科生刘博威等人在地球物理期刊 《Journal of Geophysical Research: Space Physics》上发表了题为“Dynamics of Thermospheric Traveling Atmospheric Disturbance during a Geomagnetic Storm”的研究论文，山东大学为论文的第一作者单位和通讯作者单位。

行进性大气扰动(Traveling Atmospheric Disturbance, TAD) 和行进式电离层扰动(Traveling Ionospheric Disturbances, TID) 在低层大气向高层大气、高纬向低纬的能量动量输运中起着重要作用。由于磁暴期间高纬电离层的焦耳加热或洛伦兹力作用，TAD 在高纬产生并向低纬传播，但它们传播过程中的能量或动量变化机制尚不清楚。2017 年9 月7 日和8 日发生了一次强地磁暴，Swarm卫星的中性密度数据观测到了TAD，同时GNSS的TEC数据在当地也观测到了TID。

图一：Swarm卫星中性密度数据和GNSS TEC数据同时观测到TAD和TID

研究团队结合本次磁暴事件的观测数据与数值模拟结果，对能量守恒方程进行了逐项分析，发现了绝热压缩和膨胀、热传导和热对流在TAD 的传播和耗散过程起主导作用。进一步的分析指出了主导项之间的关系及其物理解释。最后，基于主导项之间的关系，给出了完整的TAD产生、传播和耗散理论。

图二：TAD产生和传播机制图解

空间科学研究院/空间科学与物理学院高度重视对本科生科研创新能力的培养，建设并落实了本科生导师制与科教融合的协同培养机制，积极推进本科生科研训练计划（SRTP）以及本科生科研助理（URAP）的各项工作，为本科生提供了多样的机会和良好的科研氛围。研究院/学院高水平的导师队伍、一流的科研条件有力支撑本科生科研工作的开展。本工作是在刘晶教授的指导下、利用研究院/学院超算中心运行得到的高质量模型数据开展的。该研究工作是在国家自然科学基金、山东省自然科学基金与中科院B类战略先导专项支持下开展。

《Journal of Geophysical Research: Space Physics》为空间物理学领域的国际高水平期刊之一。该期刊是美国地球物理学会的旗舰期刊，其中科院分区为地球科学类二区TOP期刊，收录了中高层大气物理、电离层物理、磁层物理、太阳物理等领域的前沿研究成果。

论文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2023JA031448