魏奉思
魏奉思,空间物理/空间天气科学家。1941年10月生于四川省绵阳县,1963年毕业于中国科技大学地球物理系空间物理专业,分配到中国科学院地球物理所工作;1988年晋升为中国科学院空间科学与应用研究中心研究员;1980年、1994年先后到美国华盛顿天主教大学和德国马普学会高空大气物理所做访问学者,从事行星际扰动传播研究; 1988~2006年,先后任国际日地物理/太阳行星际联系委员会委员,中国召集人、国际日地系统气候与天气计划/空间天气专题委员会委员等;1990年成为国务院批准的第四批博士生导师;1993~2002年,先后创建我国空间物理学第一个中科院日球物理数值开放实验室(主任),后整合为中科院空间天气学重点实验室,任主任(2005年该实验室晋升为空间天气学国家重点实验室);1992年至今,相继任中科院空间中心学委会副主任;1993年11月至今,负责起草中国空间物理发展规划,提出东半球空间环境地面综合监测子午链——简称子午工程科学构想,先后任“子午工程”总体组组长、工作组组长和科技委主任。在此基础上,提出“国际空间天气子午圈计划”建议;1995~2003年,相继任“八五”、“九五”国家重大基金项目主持人;2002年至今,国家基金委地球科学部“日地空间环境与空间天气”优先发展领域的学科指导与评估小组组长;
2005年当选为中国科学院院士。先后应聘为北京大学、武汉大学兼职教授和澳门科技大学荣誉教授,2006年应聘为中国科技大学赵九章大师讲席教授;2007年,受中国科学院院士工作局地学部委托负责“我国空间天气发展战略建议”咨询专家组工作。同年应邀受聘为中国气象局空间天气咨询专家。他长期从事空间物理学研究,主要领域涉及行星际激波(扰动)传播特征、日球电波片对行星际扰动传播影响、空间天气预报方法、磁云边界层和行星际磁重联现象探索等,取得的主要进展如下。
1. 行星际激波传播特征研究。20世纪80年代以来,找到行星际激波在变密度、运动介质中传播的非自型解,最早从理论上预言大耀斑激波可传播到10~20AU以远空间而衰减不大,突破当时认为传播到3~4AU便衰减掉的观点,为飞船观测证实;综合近20年日地资料,发现由于太阳爆发活动引起的行星际激波传播要受到日冕和行星际空间磁场的影响,虽然有时它是高超声速流,速度可达每秒上千公里。突破当时流行的对称传播观点,提出耀斑激波传播的三维非对称性物理模型,可解释相应地球物理效应的非对称性。
2. 电流片对行星际扰动传播影响的研究。20世纪90年代以来,提出行星际闪烁观测数据的动力学改正法并建议瞬变源日球电流片坐标系,在此基础上分析大量行星际扰动事件,发现行星际扰动,无论源位于太阳北半球还是南半球,在传播过程中将向赤道低纬电流片方向偏转、会聚;电流片阻碍它的跨越传播,产生行星际和地磁扰动的同侧高于异侧的电流片同异侧效应,数值模拟予以印证,在国际上最早开拓该研究领域;提出一种综合IPS观测、动力学过程和模糊数学来预测地磁扰动的新方法,针对空间天气太阳风暴事件的试预报结果令人鼓舞;还发现日冕物质输出是有结构的,不是随机无序,其输出结构受太阳磁结构控制。电流片区是物质输出流量最大区,而极冕区是最小区等。根据这种日冕物质输出结构可定性预测地球轨道附近的空间天气变化趋势。
3. 最近提出磁云边界层新概念、新定义和新机理。分析WIND、SOHO、ACE等飞船观测的近80个磁云事件,发现磁云存在边界层,它是磁云与太阳风相互作用形成的一种特定结构,内边界是“三低态”(低温、低密、低等离子体β数)和外边界是“三高态”(高温、高密和高等离子体β数),其间存在一特征边界是可能的磁重联区,发现那里质子、电子常被加热,常有宽能段的粒子加速和宽波段的等离子体波激发。提出最可能的形成机理是那里发生磁重联过程,突破了传统认为行星际不会发生磁重联的观点;进一步研究边界层性质时,发现磁云边界层是行星际空间除激波间断面之外的另一种新的非压力平衡结构。
上述工作先后受到国际该领域委员会主席M.Dryer博士等人的高度评价,认为“这类研究从根本上讲是重要的”,“研究是非常强有力的”。“它是对空间物理的重要贡献”,并在国际J.Geophys.Res.、Space Sci.Rev.等多种重要刊物上不断为国内外学者检验、确认和发展至今,行星际扰动传播规律的研究经受住了近20年学术界的检验。上述有关科研工作,第一作者发表科学论文80余篇,先后获国家自然科学奖二等奖一项(排名第一),中科院自然科学奖一等奖一项(排名第一)等6项奖励。
1993年11月他受已故李钧院士等人的委托负责起草中国空间物理发展规划。他在规划中首先提出有关“东半球空间环境地面综合监测子午链”——简称“子午工程”的科学构想,其后和我国有关五部委11个单位的有关科技专家一起共同起草建议书、共同组织和推动“子午工程”立项,1997年6月25日国家科教领导小组确定“子午工程”为国家重大科学工程。这是一项关系航天、通信、导航和国家安全的国家基础性建设工程。“子午工程”是空间时代的产物,是国家和我国航天、大气、地球和空间等科技界关心支持的结果,是日地空间物理间界集体创造的,以王水、郭兼善(已故)等为代表的一批老同志为此做出了重要努力。他2002年提出以“子午工程”为基础,实施国际空间天气子午圈计划建议:中国牵头把地球东半球120°E和西半球的60°W的子午链构建为环绕地球一圈的空间天气子午圈监测,这个圈上的国家和地区的科学家们共同制定监测计划、研究计划和开展预报服务。他认为空间天气是一项为人类和平与进步服务的事业。
国际日地物理委员会主席M.A.Geller和美国、俄罗斯、加拿大、日本、德国、澳大利亚、巴西等国学术界评价,中国的“子午工程”无论是对中国的科学和国际的科学都将是很重要的,“中国的‘子午工程’是全世界空间物理界的一个令人鼓舞的项目”;“‘子午工程’代表一个很重要的创举”,“其目的将对近地面空间环境带来更新的知识、更深的理解和更好的描述。你们的计划将提供一个唯一的机会来建立完整的环绕地球的国际子午链。”建议的“国际空间天气子午圈计划”“是一个杰出的想法”,“你们的努力是极其重要的”。“利用你们提出的“国际空间天气子午圈计划”,将使人类有可能利用现有的模拟技术更好地了解空间天气背后蕴含的真理”。国际空间界的这些高度评价是对中国科学家们的鼓励和信任。 魏奉思正和他的同事们一起为发展我国的空间天气事业做出积极的努力。
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