土星环状大气结构研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41774186
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    71.0万
  • 负责人：
    崔峻
  • 依托单位：
    中山大学
  • 学科分类：
    D0413.行星物理学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Giant planets contain a unique type of atmospheres with toroidal appearance. Atmospheric escape from the natural satellites of giant planets serves as the source while the interaction with ambient magnetospheric plasma serves as the sink. Studying toroidal atmospheres thus provides an efficient way for probing the escape mechanisms occurring on satellites and the plasma environment corotating around giant planets. This project is aimed at constructing a Monte-Carlo molecular dynamical model that could be used to characterize the structures of toroidal atmospheres in a self-consistent manner, including both test particle Monte Carlo in the collisionless domain and direct simulation Monte Carlo that takes into account self-collisions between torus particles. Combined with in-situ measurements made with the mass spectrometer onboard Cassini, the model will be applied to various components of Saturn's toroidal atmosphere including H, O, N, H2, N2, CH4, CH3, H2O and OH. The modulation of the structure of the toroidal atmosphere by atmospheric escape from satellites as well as the plasma distribution in Saturn's magnetosphere will also be investigated. The implementation of this project fully matches China's long-term deep space exploration and the associated advancement of planetary sciences.
巨行星通常拥有独特的环状大气结构（toroidal atmospheres）。巨行星卫星的大气逃逸构成环状大气粒子的"源"，而与巨行星磁层等离子体之间的相互作用构成环状大气粒子的"汇"，因而对环状大气的研究是认识卫星大气逃逸机制和巨行星磁层等离子体分布的一个有效手段。本项目拟在蒙特卡罗粒子动力学的框架下，建立自洽的巨行星环状大气结构模型，既包括无碰撞条件下的测试粒子蒙特卡洛模型，也包括考虑环状大气粒子自碰撞的直接模拟蒙特卡洛模型。模型将结合Cassini质谱仪就位探测数据，用于计算土星环状大气各种成分（H、O、N、H2、N2、CH4、CH3、H2O和OH等）的密度分布，并研究环状大气结构如何受卫星大气逃逸及土星磁层等离子体分布的调制。本项目的提出符合我国深空探测和行星科学发展的需求。

结项摘要

巨行星通常拥有独特的环状大气结构（toroidal atmospheres）。巨行星卫星的大气逃逸构成环状大气粒子的”源“，而与巨行星磁层等离子体之间的相互作用构成环状大气粒子的”汇“。由此可见，对环状大气的研究是认识卫星大气逃逸机制和巨行星磁层等离子体分布的一个有效手段。在本项目的实施中，项目负责人及其团队在蒙特卡洛粒子动力学的框架下，建立了自洽的巨行星环状大气结构模型，评估了土星环状大气中各成分的密度分布，并厘清了这一结构如何受土卫六大气逃逸及土星磁层等离子体分布的调制。项目负责人及其团队同时构建了通用型的类地天体大气非热逃逸模型，定量计算了多个类地天体（火星、金星、土卫六、海卫一等）上发生的溅射逃逸和化学逃逸过程。研究结果揭示了高层大气和电离层中发生的放热化学反应对于驱动类地天体非热逃逸具有普适作用。项目执行期内，项目负责人共发表学术论文73篇，其中第一作者或通讯作者论文37篇，同时培养研究生15人，博士后13人。

项目成果

期刊论文数量（21）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Species-dependent response of the Martian ionosphere to the 2018 global dust storm
火星电离层对 2018 年全球沙尘暴的物种依赖性响应
  • DOI：
    10.1029/2020je006679
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Journal of Geophysical Research - Planets
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    D.-D. Niu;J. Cui;S.-Q. Wu;H. Gu;Y.-T. Cao;Z.-P. Wu;X.-S. Wu;J.-H. Zhong;M.-Y. Wu;Y. Wei;T.-L. Zhang
  • 通讯作者：
    T.-L. Zhang
A Survey of Photoelecctrons on the nightside of Mars
火星夜间光电子的调查
  • DOI：
    10.1029/2020gl089998
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Geophysical Research Letters
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Y.-T Cao;J. Cui;X.-S. Wu;D.-D. Niu;H.-R. Lai;B.-B. Ni;Q. Luo;Jiang Yu;Y. Wei
  • 通讯作者：
    Y. Wei
Effects of Ion Slippage in Earth's Ionosphere and the Plasma Sheet
地球电离层和等离子体层中离子滑移的影响
  • DOI：
    10.1029/2020gl091494
  • 发表时间：
    2021-02
  • 期刊：
    Geophysical Research Letters
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Wang Wenrui;Yang Jian;Nishimura Yukitoshi;Wolf Richard A.;Toffoletto Frank R.;Angelopoulos Vassilis;Knudsen David J.;Donovan Eric F.;Cui Jun
  • 通讯作者：
    Cui Jun
MAVEN Observations of Magnetic Reconnection at Martian Induced Magnetopause
MAVEN 对火星诱发磁层顶磁重联的观测
  • DOI：
    10.1029/2021gl095426
  • 发表时间：
    2021-10
  • 期刊：
    Geophysical Research Letters
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Wang J.;Yu J.;Xu X.-J.;Cui J.;Cao J.-B.;Ye Y.-D.;Xu Q.;Wang M.;Zhou Z.-L.;Chang Q.;Xu J.-Y.;Xing Wang
  • 通讯作者：
    Xing Wang
Hydrogen and helium escape on Venus via energy transfer from hot oxygen atoms
氢和氦通过热氧原子的能量转移在金星上逃逸
  • DOI：
    10.1093/mnras/staa3744
  • 发表时间：
    2020-12
  • 期刊：
    Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
  • 影响因子：
    4.8
  • 作者：
    Hao Gu;Jun Cui;D;an Niu;Jiang Yu
  • 通讯作者：
    Jiang Yu

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其他文献

我国行星物理学的发展现状与展望
  • DOI：
    10.16418/j.issn.1000-3045.2019.07.005
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    中国科学院院刊
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    戎昭金;崔峻;何飞;孔大力;张金海;邹鸿;李力刚;尧中华;魏勇;万卫星
  • 通讯作者：
    万卫星
月球微磁层的探测
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    物理
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    崔峻;王晓倩;王晓栋;刘建军;李春来;欧阳自远
  • 通讯作者：
    欧阳自远
Effects of a dipole-like crustal field on solar wind interaction with Mars
类偶极子地壳场对太阳风与火星相互作用的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Earth Planet. Phys.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李仕邦;吕浩宇;崔峻;於益群;C. Mazelle;李芸;曹晋滨
  • 通讯作者：
    曹晋滨

其他文献

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类地天体大气逃逸率与逃逸机制
  • 批准号：
    42030201
  • 批准年份：
    2020
  • 资助金额：
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  • 项目类别：
    重点项目

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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