12月30日上午，瑞典空间物理研究所王晓栋研究员做客我院“地空前沿领航”论坛，带来题为“太阳风与火星相互作用中的能量传输过程”的学术报告。报告由曹兴副教授主持。
王晓栋研究员从“火星大气逃逸”这一重要科学问题切入，指出火星大气中水的逃逸与流失是当前行星科学研究的热点。太阳风是超音速的磁化等离子体流，它与火星电离层可发生直接相互作用，从而形成诱导磁层。尽管该磁层在一定程度上具有“屏蔽”作用，但火星大气的逃逸仍在持续发生。其中，火星空间的离子逃逸作为可直接观测的物理过程，受到广泛关注。目前对火星历史大气损失的估计主要基于统计与外推方法，其可靠性有限。深入理解离子逃逸过程中的能量传递，有助于实现基于物理原理的估计。数值模拟为在全球尺度上研究火星等离子体环境及大气逃逸提供了有效手段。王晓栋研究员使用基于GPU并行的混合模拟（即电子视为流体、离子视为粒子）程序，对不同离子的逃逸过程与影响机制进行了深入分析。
接着，王晓栋研究员从广义欧姆定律中的各个电场项入手，深入浅出地介绍了火星空间电场的构成。他展示了数值模拟计算得到的火星空间全局电场中的运动项、霍尔项、欧姆项以及双极项等结果，并对其中呈现出的结构进行了详细解读。研究结果揭示了在典型条件下太阳风与火星大气离子之间的能量传输机制。对于太阳风氢离子，能量从等离子体传递给场，这一过程主要发生在火星弓激波、磁堆积边界和羽流区域内；而对于重离子和磁鞘内的氢离子，能量则是从场传递给离子。其中，运动电场可将能量几乎百分之百地传递给重离子，导致后者的加速，而由霍尔电场导致的加速只能将极少部分的太阳风能量传递给重离子。以上结果量化地揭示了不同电场加速机制对离子逃逸的贡献。
在交流环节，现场师生围绕混合数值模型的应用方法以及模型与观测数据的结合等问题踊跃提问。王晓栋研究员结合多年的科研实践经验，对师生们的提问进行了系统分析与细致解答，不仅拓宽了学术视野，也为相关研究方法的改进与创新提供了有益启示。
据悉，王晓栋研究员于2011年07月在中国科学院国家天文台获天体物理学博士学位，随后在瑞典空间物理研究所担任博士后研究员及长聘研究员至今，工作方向为行星空间物理观测研究，包括实验论证、仪器研制、在轨运行、数据分析和计算机模拟等各个方面。王晓栋研究员对太阳风与非磁化天体的相互作用进行了详细的研究，发现了月球表面散射太阳风质子的加速现象以及月球逃逸层中的氢分子离子，揭示了火星能量中性原子发射的特征和太阳风相互作用中的能量传输形态。参与的空间任务包括中国嫦娥一号、二号、四号和六号，欧空局火星快车、金星快车、罗塞塔，并担任欧空局“彗星拦截器”任务的仪器科学家。在Nature、Nature communication、MNRAS、APJ、JGR、GRL、A&A、AG等领域内知名期刊发表数十篇论文并担任审稿人。
（图文：庞舒玥、金泰峰；审核：熊超；编辑：熊壮）
