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砚湖论坛第二期
作者:周游,毕榕熙2022/06/30

应行星中心周游副教授邀请,南方科技大学博士生导师林玉峰副教授访问了成都理工大学,进行了砚湖论坛第二期报告,并给行星科学英才班的同学进行了精彩的本科教学。林玉峰老师2007年本科毕业于武汉大学地球物理学专业;2010年获北京大学固体地球物理硕士学位;2015年3月获瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)博士学位。博士毕业后在英国剑桥大学应用数学与理论物理系从事博士后研究,2018年9月入职南方科技大学地球与空间科学系,主要从事地球与行星磁场发电机、行星内部流体动力学、系外行星等方面的研究。

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刘耘教授为林玉峰老师发放砚湖论坛纪念章


   林玉峰老师首先在行星中心进行了Seismology of Giant Planets:Free Oscillation Modes的报告。地震学无疑是约束行星的内部结构有效的方法。然而对巨行星而言,我们既无法布设地震仪,重力约束也存在很大的不确定性,那么如何开展巨行星的内部结构研究?星体内部自由振荡模式(normal modes)将会引起星体整体有规律的振动,这是约束星体内部结构的另一种有效方法,并且这一方法已经在太阳和木星内部结构研究中得到了有效的应用。由于土星的自由振荡会产生周期性的引力扰动,进而导致土星环产生螺旋波,因此利用normal modes研究土星环是约束土星内部结构的有效工具。在土星环地震学过去的研究中,对p模态、g模态和f模态的研究已经较为充分,然而对旋转和磁场的效应则存在较大的不足。林玉峰老师在准确解耦了旋转和磁场的效应后,得到了一系列的新的结果与认识。



林玉峰老师介绍利用normal modes研究太阳与巨行星内部结构


林玉峰老师还给行星科学英才班的学生进行精彩的本科生教学,深入浅出的介绍了行星磁场发电机理论。林玉峰老师首先介绍了目前类地行星存在不同磁场的现状。例如地球、水星和火星等存在偶极磁场。有些卫星也存在磁场,如木卫三。通过频谱图的分析,可以很明显辨别出发电机产生的磁场与剩磁的区别。然后介绍了发电机理论起源与主要的数值模型。并介绍了发电机理论持续发展至今存在所面临的最大的困难,由于发电机理论是一个时间尺度和空间尺度跨度非常大的非线性动力系统,受制于软硬件条件,目前的模拟还无法模拟行星的真实状况磁场产生情况,这意味着行星发电机模拟领域还有很大的发展空间。此后,林玉峰老师详细介绍了发电机理论的驱动机制,包括化学元素的出熔,进动等。最后介绍了目前类地行星磁场的难以解释的现象,包括还没有一个发电机模型来解释高度对称的土星磁场分布,月球的发电机如何持续20亿年等重要的科学问题。


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