行星空间物理
课程编码：180083990105P2002H
英文名称：The Planetary Space Physics
课时：50
学分：2.50
课程属性：专业核心课
主讲教师：戎昭金等
教学目的要求
行星空间物理是在地球空间物理的基础上发展而来，旨在帮助理解地球空间环境以及太阳系行星空间的普遍规律。本课程遵循这一学科自身发展过程，讲授思路以地球空间环境作为切入点，展开介绍行星空间环境各方面的物理过程，最后带领学生从比较行星学的角度重新思考地球的空间环境。讲授重点为各行星空间环境的共性与差异，及其背后的主要物理过程。
预修课程
空间物理概论
大纲内容
第一章 绪言及学科发展简史 2学时 戎昭金
第1节 行星空间物理概述
第2节 行星空间物理发展简史
第二章 日球层空间等离子体环境 2学时 戎昭金
第1节 太阳及其表面活动特征
第2节 太阳风及其行星际空间环境
第三章 地球空间环境 2学时 戎昭金
第1节 地球空间环境各等离子区域及变化特征
第2节 地球及各行星轨道的太阳风变化特征
第四章 卫星数据分析方法 4学时 戎昭金
第1节 单点方法-MVA
第2节 单点方法-HT分析
第3节 多点分析方法-时间分析法
第4节 多点分析方法-泰勒展开法
第五章 常见空间探测仪器及其工作原理 2学时 戎昭金
第1节 行星空间等离子体探测
第2节 磁场与电离层遥感探测
第六章 水星空间环境 2学时 戎昭金
第1节 水星探测计划
第2节 水星磁层研究进展
第七章 气态行星磁层空间 2学时 戎昭金
第1节 木星、土星磁层
第2节 天王星、海王星磁层
第八章 月球空间环境 2学时 戎昭金
第1节 月表电学环境
第2节 月球的空间等离子体环境
第九章 行星磁场 2学时 戎昭金
第1节 行星及卫星的基本磁场环境总概
第2节 行星磁场的起源、变化、及对粒子逃逸的影响
第十章 行星空间物理研究方法 2学时 戎昭金
第1节 设计研究课题的基本思路
第2节 实行研究计划的方法
第十一章 火星空间探测意义和探测计划 2学时 柴立晖
第1节 火星空间的探测目标和意义
第2节 火星过去和未来的空间探测计划
第十二章 金星空间探测意义和探测计划 2学时 柴立晖
第1节 金星空间的探测目标和意义
第2节 金星过去和未来的空间探测计划
第十三章 无磁星体空间环境 2学时 柴立晖
第1节 无磁星体的感应磁层形成机制
第2节 无磁星体的离子动力学效应
第十四章 金星空间环境 2学时 柴立晖
第1节 金星感应磁层和等离子体环境
第2节 金星空间研究前沿和热点
第十五章 火星空间环境 2学时 柴立晖
第1节 火星感应磁层和等离子体环境
第2节 火星研究前沿和热点
第十六章 无磁星体离子逃逸 2学时 柴立晖
第1节 离子逃逸的物理机制和探测研究
第2节 离子逃逸量的估算与行星演化
第十七章 泰坦、彗星和小行星空间环境 2学时 柴立晖
第1节 小星体的感应磁层和等离子体环境
第2节 小星体研究前沿和热点
第十八章 行星空间环境的数值模拟研究 2学时 柴立晖
第1节 行星空间数值模拟简介
第2节 行星空间数值模拟的实现过程和演示
第十九章 土星和木星的磁层环境：带电粒子 2学时 袁憧憬
第1节 内磁层及辐射带
第2节 中磁层、外磁层及环电流和等离子体片
第二十章 土星和木星的辐射带 2学时 柴立晖
第1节 土星和木星辐射带的基本结构
第2节 土星和木星辐射带的变化性
第二十一章 土星和木星辐射带的加速和输运机制 2学时 柴立晖
第1节 绝热加速：径向输运
第2节 非绝热加速：波粒相互作用和极光区加速
第二十二章 土星和木星辐射带的磁层内部耦合过程 2学时 戎昭金
第1节 卫星和环对辐射带的作用
第2节 磁层电流体系对辐射带的作用
第二十三章 行星际空间环境对土星和木星辐射带的作用 2学时 戎昭金
第1节 太阳风和行星际磁场
第2节 宇宙线
第二十四章 项目考核与指导 2学时 柴立晖
第1节 检查学生项目设计进展，并进行指导调整
参考书
1、
太空物理学
刘振兴
2005.03
哈尔滨工业大学出版社
2、
空间探测
焦维新
2002.08
北京大学出版社
3、
Basic space plasma physics: Revised Edition
W. Baumjohann，R.A. Treumann
2012.03
Imperial College Press
4、
行星科学
焦维新、 邹鸿
2009.07
北京大学出版社
5、
Planetary Sciences
I De Pater，JJ Lissauer
2001.12
Cambridge University Press
6、
行星科学
胡中为、 徐伟彪
2008.10
科学出版社
课程教师信息
戎昭金，男，1982年10月出生，贵州盘县人。2004年7月在大连大学获理学学士学位；2009年7月在中国科学院国家空间科学中心获理学博士学位；2009年-2012年在中国科学院地质与地球物理研究所从事博士后研究工作。现任中国科学院地质与地球物理研究所副研究员；中国科学院大学岗位教授；中国地球物理学会行星物理专业委员会秘书长。曾在瑞典空间物理研究所长期访问。主要从事太阳风与地球、行星相互作用的相关基础研究工作，对于行星磁场方面的研究有较多涉及。先后主持过国家自然科学基金（面上、青年），博士后基金特别资助等多项科研项目。曾获得2015年中国地球物理学会“傅承义青年科技奖”。多次应邀在重要国际会议上作口头报告和特邀报告。
柴立晖，女，1988年出生，中国科学院地质与地球物理研究所副研究员。2008年在中国科学技术大学地球与空间科学学院获空间物理学学士学位，2013年在中国科学技术大学地球与空间科学学院获空间物理学博士学位，2012年在德国马普太阳系研究所做联合培养博士生一年，2018年在美国加利福尼亚大学洛杉矶分校做访问学者一年。主要从事行星磁层空间环境的观测和数值模拟研究，致力于研究行星各种磁层空间结构中的物理规律。发现并系统研究了火星、金星、土卫六和彗星上的全球性环形磁场；系统研究了金星的弓激波结构位形和其授课因素。已在ApjL，JGR等学术刊物发表15篇SCI论文。
袁憧憬，女，1987年出生，中国科学院地质与地球物理研究所副研究员。2009年在兰州大学大气科学学院获大气科学学士学位，2014年在北京大学地球与空间科学学院获空间物理学博士学位。2012年在美国加利福尼亚大学伯克利分校做访问学生一年。2019年在德国马克斯普朗克太阳系研究所做访问学者一年。先后主持过国家自然科学基金（面上、青年），博士后基金一等面上资助等多项科研项目。主要从事地球与行星磁层空间环境的观测分析，系统研究了太阳风和行星际磁场环境对地球辐射带高能带电粒子的作用，系统研究了土星和木星辐射带的相对论电子动态变化和动力学机制。已在JGR等学术刊物发表13篇SCI论文。