一、团队整体介绍

於益群课题组依托北京航空航天大学空间与地球科学学院，长期致力于日地空间物理领域的创新研究。团队以数值模拟为核心手段，结合卫星观测数据分析，系统开展太阳风-磁层-电离层耦合过程、内磁层粒子动力学、行星科学研究等前沿探索。课题组受国家自然科学基金面上项目、国家基金委创新群体研究项目、北航理工交叉十大科学问题等多项重要课题资助，在灾害性空间天气数值预报、内磁层环电流模型研发、行星磁层-电离层耦合等方面取得了一系列具有国际影响力的原创成果。团队现有教授1人，博士后1人，博士生9人，硕士生4人，毕业生多人荣获北京市优秀毕业生、优秀学位论文等荣誉。

二、团队成员介绍

1. 带头人介绍

於益群，教授，博士生导师。主要从事地球磁层-电离层耦合体系和空间天气应用方面的研究。已发表SCI论文85篇，其中第一/通讯作者论文57篇。研究成果多次入选JGR期刊“高被引论文”、Space Weather国际期刊封面文章和亮点工作、美国RBSP卫星计划亮点成果。2015年入选国家级青年人才计划。曾获北京航空航天大学“我爱我师”优秀青年教师称号、北京航空航天大学优秀共产党员荣誉称号、中国地球物理学会空间天气专委会空间天气科学青年创新奖。培养的学生中多人获得国家奖学金、中国科协“青托”博士生项目、北京市优秀毕业生、北京市优秀本科毕业论文、北京航空航天大学优秀硕士学位论文等荣誉。

2. 其他核心成员介绍

马龙行，博士后，主要从事地球磁层-电离层耦合系统相关研究，通过数值模拟手段，重点关注磁层物理、内磁层动力学、环电流跨尺度波粒相互作用、及其对电离层的影响。在GRL、Space Weather、JGR等空间物理学领域高水平期刊发表论文10余篇，曾获“Wiley中国高贡献作者”“全国日地空间物理学研讨会优秀论文奖”，并获批国家资助博士后研究计划（B档）、博士后面上资助、中国科协“青托”博士生项目计划等项目。

三、研究方向介绍

1. 日地空间环境——太阳风-磁层-电离层的复杂关系与空间天气预报模拟

1.1 方向简介

太阳活动是影响地球空间环境的主要原因。太阳风到达地球附近后，地球磁场如何响应、高能带电粒子如何输运、以及电离层如何变化的，是太阳风-磁层-电离层相互作用领域的主要研究对象。研究在这个过程中发生的各种演化及其关联和反馈过程，是理解不同区域演化的关键，将为空间天气的预报提供重要的理论支持。

研究手段：磁流体力学模型、卫星观测数据分析

1.2 代表成果

（1）卫星表面充电环境预报能力提升

联合国际团队发起GEM挑战，利用全球数值模型成功反演2013年磁暴期间范艾伦探针卫星观测的表面充电现象，首次系统展示了现有模型对灾害性空间天气事件的预报能力，并对模型不足进行了深入分析。成果被《Space Weather》选为封面文章，获NASA高度认可。

（2）磁层-电离层全链条空间天气响应机制研究

基于自洽的磁层-电离层耦合模型，系统揭示了太阳风扰动从磁层顶输入、经内磁层调制、最终沉积至电离层的完整响应路径。研究发现，磁层粒子沉降可显著改变电离层电导率分布，进而反作用于磁层电场，形成了跨区域的反馈回路，为提升空间天气全链条预报能力奠定了物理基础。

2. 内磁层——带电粒子动力学过程及其与其他区域（电离层、磁尾等）的作用

2.1 方向简介

地球内磁层（3-7 Re）具有各类能量不同的等离子体，包括冷的等离子体层、热的环电流、高能的辐射带。这些不同能量的成分在空间区域相互重叠并发生密切的相互作用，是近地空间环境变化的主要载体。该研究领域重点研究内磁层中这些粒子成分的动力学过程，与等离子体波动的相互作用，以及与其他区域（包括电离层、磁尾等）的影响。

研究手段：动理论模型、卫星数据分析、测试粒子跟踪技术

2.2 代表成果

（1）创建国内首个内磁层环电流模型STRIM

自主创建了国内首个内磁层环电流模型STRIM，实现了环电流粒子输运、加速与损失过程的自洽描述，能够对磁暴期间环电流演化开展定量模拟，填补了我国在该核心领域的模型空白。目前，STRIM模型已被国家卫星气象中心正式应用于我国第一代全链路空间天气数值预报系统，为提升磁暴预警预报能力做出了实质性贡献。

（2）磁尾高速流对内磁层的全球扰动模式发现

首次揭示磁尾高速流（BBFs）对内磁层环电流的全球扰动模式：高速流穿透至内磁层，激发多个涡旋结构并产生场向电流，显著改变环电流的平滑分布形态。这一发现为理解磁尾-内磁层耦合提供了全新的物理图像。

（3）内磁层-电离层双向耦合模型的突破

成功实现内磁层环电流模型与电离层-热层传输模型的双向耦合，发现粒子沉降显著改变电离层电导率分布，进而反作用于内磁层电场和粒子动力学，并揭示了D区电离层电导率的双层结构，为磁层-电离层耦合研究提供了新平台。

（4）波-粒相互作用的动理学模拟研究

结合环电流模型输出的电子分布函数与隐式粒子网格代码，研究哨声波激发及其与电子的相互作用。发现暖电子激发准平行哨声波并经历能量损失，冷电子则被加热，揭示了不同能段粒子群之间的交叉能量输运机制，深化了对内磁层能量级联过程的理解。

3. 行星科学

3.1 方向简介

将地球空间物理模型拓展至类地行星，通过对比研究深化对空间物理普遍规律的认知。重点聚焦太阳风与无全球偶极磁场行星（如火星）电离层的直接相互作用，系统研究大气逃逸、粒子沉降等关键过程及其对行星气候演化的影响，依托行星环境建模、MAVEN 与天问一号等探测器数据分析开展研究。

研究手段：行星空间环境建模、探测器数据分析（MAVEN、天问一号等）、对比研究

3.2 代表成果

（1）火星磁层电离层对极端太阳活动的响应

针对极端太阳活动下等离子体电磁波动与输运机制问题，采用傅里叶 / 小波变换分析波动特征，结合统计方法构建极端事件等离子体响应模型，完成 100 余例事件的离子沉降通量高精度计算，明确离子沉降通量的分阶段电磁响应特征，为极端环境下等离子体输运研究提供核心统计依据。

（2）火星迷你磁层顶磁重联机制与离子逃逸研究

围绕等离子体磁重联与离子逃逸核心物理问题，基于探测数据识别迷你磁层顶磁重联事件，整合多源电磁与等离子体数据，通过磁场最小方差分析法、Hall 重联模型完成电流密度与离子逃逸率定量计算，发现感应 / 迷你磁层顶重联的离子逃逸率量级差异，为磁重联机制研究提供关键数据支撑。

（3）火星夜侧电离层对日冕物质抛射的响应特征及机制分析

基于MAVEN和天问一号数据，探究了日冕物质抛射事件不同阶段对火星夜侧电离层离子密度剖面的影响及响应特征的南北半球不对称性，并揭示了其主要影响机制。该研究为全面理解CME对火星不同区域电离层的影响机制提供了重要参考，有助于未来开展火星空间环境全局分析。