地球自转与磁场是影响全球环境两个重要的天文地球物理量。它们的变化涉及地球内部与外部物质运动以相互作用过程,所形成的动力学问题是当前国际上的富有挑战性的热点研究课题之一。近年来随着空间探测技术和并行计算机的快速发展,给深入研究这一问题提供了机遇。本项目主要研究内容是地球内部若干流体与磁流体基本问题理论和数值模拟研究,其研究方法和结果可以推广应用到其它天体。主要研究结果有完整解决了球形和椭球形流体对应的Poincare方程求解这一著名的基础问题,由此完整给出流体波动耗散率的解析表达式;成功完成了天体在环形磁场里的动力学波动稳定性理论分析;首次发现了旋转球形流体内部区域的不稳定热对流会导致外部区域稳定的对流运动这一新现象,在此基础上对行星大气平均流产生提出了一个新的机制;在上海天文台初步完成了行星地球流体与磁流体动力学并行有限元计算机模型和成功建立了由48台PC计算机组成的PC Cluster系统。
英文主题词Planet Earth; Dynamics of planets; planetary magnetic fields; numerical simulations