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中新网北京6月7日电 (记者 孙自法)第二届雷电物理和雷电气象学国际研讨会(ISLPM 2025)6月3日至6日在北京举行,来自中国及中国香港、美国、法国、德国、荷兰、俄罗斯、日本、印度等国家和地区120余位雷电科学研究领域专家学者相聚一堂,聚焦强对流天气雷电的科研前沿、学科交叉和国际合作等议题交流研讨。
中国科学院大气所党委书记陆日宇研究员致辞说,该所是中国科学院系统内唯一专注于大气科学研究的机构,雷电作为大气系统中剧烈的能量释放方式之一771771威尼斯.cmApp官网,是大气科学研究不可或缺的重要内容。雷电气象学作为连接电学现象与天气气候过程的交叉学科,已成为理解强对流天气形成机理、提高灾害性天气预报能力的重要研究方向。当前,雷电探测技术的飞速发展及卫星雷电资料的广泛应用,为强对流天气预警预报以及气候响应研究提供了全新的视角和手段。
作为雷电物理与雷电气象学国际研讨会发起人,国际大气电学委员会主席、中国科学院大气所郄秀书研究员表示,自首届研讨会举办以来,雷电研究领域已取得显著进展771771威尼斯.cmApp官网,中国科学家在其中发挥了重要作用。从极低频到甚高频的无线电成像观测,到伽马射线等高能辐射探测,地基与天基观测技术的不断进步,深化了学界对雷电物理、雷电气象学的理解,也拓展了对其在全球气候系统、近地空间环境中作用的认识,雷电科学已发展成为一个充满活力的交叉学科。
她介绍说,2025年适逢中国科学院大气所在山东滨州开展人工引雷实验20周年,本次国际研讨会对此发展历程进行回顾,中国科学院大气所大气环境与极端气象全国重点实验室副主任、引雷实验基地负责人蒋如斌研究员介绍近年来人工引雷的新进展,并展望未来发展。研讨会期间,共有43位专家学者做特邀和口头报告,另有36个墙报进行展示交流,4位优秀学生报告人获奖。
据了解,中国科学院大气所长期致力于雷电高分辨率探测与机理、人工引雷、雷暴电学与影响等方面研究,已取得系列具有国际影响力的创新成果。作为国际大气电学和雷电研究的领军科学家,本次国际研讨会大会主席郄秀书以在青藏高原雷暴以及雷电与人工引雷研究方面的突破性贡献,2023年当选美国地球物理联合会(AGU)会士,不断引领中国雷电研究达到国际领先水平。(完)
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科研人员介绍,在火星上发电并非易事,要考虑到使用一种易于获取且用之不竭的介质来实现发电。在地球上发电,例如火电站和核电站使用的工作介质一般是水。而在宇宙空间开展核能发电,此前科学界讨论比较多的是采用稀有气体氦-氙作为工作介质,但是氦-氙并不是火星上原生的资源,会面临从地球运输到火星过程中出现泄漏后不能及时补充的问题。那么如何用火星上原生的资源发电?中国科学技术大学研究人员提出将火星大气作为发电系统工作介质的新思路。
经过研究分析,科研人员发现相较于目前广泛研究的氦-氙稀有气体方案,以二氧化碳为主的火星大气具有较大的分子质量和单位体积做功能力,将其用于发电系统,效率最大可提升20%、功率密度最大可提升14%,而且可以实现工作介质原地随时获取,这就为未来大规模火星探测任务提供了一种“因地制宜”的能源生产解决方案。
与地球表面不同,火星大气由二氧化碳、氮气、氩气等气体组成,其中二氧化碳含量高达95%以上,这成为火星资源利用的主要关注对象。为了将来人类可以利用火星上的大气进行储能771771威尼斯.cmApp官网,中国科学技术大学科研团队创新性地提出了火星电池储能系统概念。这种火星电池以火星大气中的活性物质作为反应燃料,来实现电量释放,为火星探测器和基地等提供持续能源供给。而在电能储存时,则结合电能、光能、热能等能量形式,将能量重新存储到火星电池储能系统中。
研究人员在模拟火星大气及昼夜温差的条件下,对这种电池的性能开展了测试。结果显示,即使在0℃低温环境下,电池依然能稳定驱动电子设备。使用火星大气作为燃料,不仅大幅减轻了电池系统整体重量,还实现了能源的就地获取与自给自足,为火星开发与研究提供了全新的高能量密度储能方案,对提升火星任务的自主性与可持续性具有重要意义。
据介绍,未来,围绕火星气体的能源化和资源化利用,结合发电、储能、供热、制氧、制燃料等,可以进一步拓展形成火星大气利用的综合能源系统。比如,火星表面的平均温度只有约零下63℃,发电系统的低温段余热,能够解决火星科研站的热能供应问题,同时中温段和高温段火星气体可以分别为甲烷化反应制燃料和高温电解制氧技术提供反应气,将富含的大量碳原子和氧原子的火星气体,转变为氧气和甲烷燃料等探测任务所需的宝贵资源。因此可以说,火星气体的高效开发利用,正成为推动下一代深空能源系统构建的关键突破口。
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