近日，威海校区空间科学与物理学院、山东大学空间科学研究院磁层物理研究组利用卫星观测数据，揭示了地球磁层开尔文-亥姆霍兹波动和涡旋的时空演变过程，此项研究成果被美国地球物理学会AGU会刊EOS作为亮点工作进行了报道（spotlight）。此项研究成果发表于AGU著名期刊Journal of Geophysical Research: Space Physics，由山东大学（威海）、中科院国家空间中心、阿拉斯加大学、北京大学、英国伦敦大学学院和日本宇航局等单位共同合作完成，第一作者为山东大学（威海）空间科学与物理学院本科生凌艺铭，通讯作者为山东大学空间科学研究院磁层物理研究组课题组长史全岐教授。该研究工作受到国家自然科学基金等项目的资助。

据了解，在两种流体之间的边界上，如果存在速度差异，就可能会激发开尔文-亥姆霍兹波动(KHWs)，这好比风吹过水面形成的波纹，其发展剧烈后会形成涡旋，看起来就像一系列的浪花撞击海滩的情形。这种现象也经常会在地球磁层附近观测到，它对太阳风能量和等离子体输入行星磁层的过程有着十分重要的贡献。然而，这些波动和涡旋所形成的具体条件、以及它们如何随时间演变，人们仍然知之甚少。自上世纪90年代以来，就形成了两种观点，一种认为涡旋在从近地到远地运动的过程中会变大，而另一种则认为涡旋会破碎变小。威海校区空间科学与物理学院、山东大学空间科学研究院磁层物理研究组利用位于不同位置的美国宇航局ARTEMIS卫星和日本宇航局Geotail卫星的数据进行分析，发现了支持前一种观点的直接证据。该研究组还利用计算机模拟，重现了地球磁层对太阳风条件的响应，印证了卫星的观测结果。这一发现除了为磁层顶涡旋和波动的发展提供了新的观测证据外，还对这一重要的能量输运方式在时空上的演化提供了新的理解。

EOS是美国地球物理学会（American Geophysical Union, AGU）会刊，旨在为全球地球与空间科学研究领域提供最权威的前沿信息，其中的“研究亮点”栏目从所有AGU期刊中挑选最具影响的新成果进行报道。

美国地球物理学会EOS报道链接：https://eos.org/research-spotlights/measurements-of-kelvin-helmholtz-waves-in-earths-magnetic-field

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磁层顶开尔文-亥姆霍兹涡旋和波动观测示意图

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