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科學(xué)網(wǎng)—自然要覽

2024-11-12 

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科學(xué)網(wǎng)—自然要覽(圖1)

  空間輻射是長(zhǎng)時(shí)間載人航天飛行面臨的最大風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于宇航員來(lái)說(shuō),相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)包括癌癥、白內(nèi)障、退行性疾病和大量急性暴露引起的組織反應(yīng)??臻g輻射的來(lái)源多種多樣,包括銀河宇宙射線、捕獲粒子(范艾倫)帶和太陽(yáng)粒子事件。

  以前的輻射數(shù)據(jù)來(lái)自近地軌道上的國(guó)際空間站和航天飛機(jī)它們受到重屏蔽和地球磁場(chǎng)的保護(hù),以及火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室和月球偵察軌道器等輕度屏蔽的行星際機(jī)器人探測(cè)器。來(lái)自阿波羅任務(wù)和地面測(cè)量的有限數(shù)據(jù)也發(fā)出大量警告。

  研究報(bào)告了在無(wú)人駕駛的阿爾忒彌斯1號(hào)月球任務(wù)中,由重屏蔽的獵戶座飛船進(jìn)行的輻射測(cè)量。飛行器內(nèi)部的不同屏蔽位置,通過(guò)質(zhì)子帶時(shí)觀察到的劑量相差4倍,這與可供參考的大型太陽(yáng)粒子事件相似。獵戶座的行星際宇宙射線劑量當(dāng)量比以前的觀測(cè)結(jié)果低了60%。

  雷暴發(fā)出的伽馬射線通量被稱為伽馬射線發(fā)光,偶爾被飛機(jī)、氣球和地面觀測(cè)到。觀測(cè)報(bào)告稱,伽馬射線%,達(dá)到背景上方的兩個(gè)數(shù)量級(jí),有時(shí)則因閃電放電而突然終止。發(fā)光由雷雨云內(nèi)高電場(chǎng)區(qū)域的高能電子加速產(chǎn)生,有助于電荷耗散。發(fā)光一直被認(rèn)為是準(zhǔn)靜止現(xiàn)象,持續(xù)時(shí)間可達(dá)幾十秒,空間尺度可達(dá)10~20公里。

  然而,到目前為止,還沒有對(duì)伽馬射線發(fā)光區(qū)域在空間和時(shí)間上的全面擴(kuò)展及其發(fā)生頻率的測(cè)量報(bào)告。

  研究者展示了海洋和沿海地區(qū)熱帶雷雨云通常在幾千平方公里的區(qū)域內(nèi)連續(xù)數(shù)小時(shí)發(fā)射伽馬射線。發(fā)射與深部對(duì)流核有關(guān);它不是均勻和連續(xù)的,但具有1~10秒甚至亞秒的個(gè)別發(fā)光的特征時(shí)間尺度。

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  研究表明,伽馬發(fā)光雷雨云的動(dòng)力學(xué)與準(zhǔn)靜止的發(fā)光圖像強(qiáng)烈矛盾,相反,在模式和行為上都類似于一個(gè)巨大的伽馬發(fā)光“沸騰鍋”。

  湍急的河流在洪泛區(qū)創(chuàng)造了新的通道,與此相關(guān)的洪水會(huì)對(duì)社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。人們認(rèn)為,當(dāng)水柱在洪泛區(qū)上方停留時(shí),或者當(dāng)河道兩側(cè)的斜坡比現(xiàn)有河道的坡度更陡時(shí),就會(huì)發(fā)生河流沖刷。

  研究者通過(guò)量化河流周圍的地形來(lái)驗(yàn)證這些經(jīng)典觀點(diǎn),并表明這些機(jī)制在歷史上是分開調(diào)用的,但它們是一起發(fā)生作用的。

  在海岸附近,當(dāng)遠(yuǎn)離河道的坡度更陡時(shí),河流會(huì)發(fā)生崩裂,而不是因?yàn)樗鼈兲幱诟呶???拷铰吹那闆r正好相反。在扇形區(qū)域中,可供選擇的路徑與下游路徑一樣陡峭,因此當(dāng)河流位于周圍景觀之上時(shí)就會(huì)消失。

  研究者對(duì)這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了調(diào)和,并提出了一個(gè)新的理論框架,該框架確定了哪些河流容易受到崩裂的影響,并預(yù)測(cè)了崩裂河流的路徑。

  這些崩裂規(guī)律表明,在許多沿海環(huán)境中,崩裂風(fēng)險(xiǎn)被低估了,崩裂尋路的概率預(yù)測(cè)可以用最少的信息有效繪制出危險(xiǎn)地圖。將這些原則應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可能有利于受影響的全球南方國(guó)家。

  行星和恒星風(fēng)之間的相互作用會(huì)導(dǎo)致大氣的損失,這對(duì)行星大氣的演變很重要。太陽(yáng)系中的行星通常與太陽(yáng)風(fēng)相互作用,太陽(yáng)風(fēng)的速度與嵌入的恒星磁場(chǎng)有很大的角度。

  對(duì)于沒有固有磁場(chǎng)的行星,這種相互作用會(huì)在行星前方產(chǎn)生感應(yīng)磁層和弓形激波。然而,當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)速度與太陽(yáng)風(fēng)磁場(chǎng)的夾角(錐角)較小時(shí),相互作用就大不相同。

  研究表明,當(dāng)錐角在火星上很小時(shí),感應(yīng)磁層退化,且在白天沒有沖擊,只有微弱的側(cè)面沖擊。橫流羽流出現(xiàn)后,雙極場(chǎng)會(huì)驅(qū)動(dòng)行星離子逆流而上。4錐角的混合模擬結(jié)果和火星大氣與揮發(fā)性演化任務(wù)以及火星快車的觀測(cè)結(jié)果一致。至于離子逸出對(duì)大氣損失等過(guò)程的二次影響,還有待進(jìn)一步研究。