刘振兴（中科院院士）

刘振兴

中科院院士

1929年9月14日生于山东昌乐。1955年毕业于南京大学气象系。1961年获中国科学院地球物理研究所副博士学位。历任中国科学院空间科学与应用研究中心研究员，中国地球空间双星探测计划首席科学家。1955年-1959年，主要从事近地层大气物理研究；1959年-1961年，开展了火箭和卫星对高层大气探测的研究；1961年以后，开始进行行星际物理和磁层物理研究。1995年当选为中国科学院院士。于2016年3月23日在北京逝世，享年86岁。

人物概述

刘振兴，空间物理学家。山东昌乐人。1955年毕业于南京大学气象系。1961年获中国科学院地球物理研究所副博士学位。曾任中国科学院空间科学与应用研究中心研究员，中国地球空间双星探测计划首席科学家。长期从事磁层物理研究，在地球辐射带理论、太阳风湍流结构、木星磁层磁盘模式、极光区粒子加速、磁层亚暴过程和磁场重联理论研究方面做出了一些重要的新结果。提出的木星磁层磁盘模式，被认为是主要的木星磁盘模式之一。

首次提出流体涡旋诱发磁场重联的新概念，建立了涡旋诱发重联（VIR）理论，开辟了研究磁场重联的新途径。在VIR理论基础上，又建立了一个通量传输事件(FTEs)模型，能解释通量传输事件的产生机制和结构特性。VIR理论被认为是当前主要的三个瞬时重联模型之一。1995年当选为中国科学院院士。

1955年-1959年，刘振兴主要从事近地层大气物理研究，在这期间进行陆面蒸发量、近地大气湍流结特性和我国西北风沙问题的研究，主要结果在当时的《科学纪录> 和气象学报上发表。

1959年-1961年，他开展了火箭和卫星对高层大气探测的研究，提出一个新的流星理论和气体动力学区域划分方法，主要结果在中国科学和地球物理学报上发表。

1961年以后，开始进行行星际物理和磁层物理研究。他在磁层物理一些重要的前沿领域作出了系统性的创新成果，主要内容包括：地球辐射带理论，太阳风湍流结构，木星磁层盘模式，极光区粒子加速机理，磁层亚暴过程和磁层磁场重联理论等。他在国内外学术刊物上发表论文160余篇，合作编著书六部。

2016年3月23日凌晨3时45分在北京因病医治无效，不幸病逝，享年86岁。

研究经历

长期从事近地层大气物理、高空大气物理、行星际物理和磁层物理研究。早在1975年，他提出了太阳风－磁层－电离层－高层大气藕合的概念。他在磁层物理的若干前沿领域，如地球辐射带，太阳风湍流结构，太阳风能量向磁层中的传输，木星磁层模式，磁层亚暴过程，极光粒子加速机制和磁场重联等研究中，取得了创新性研究成果。80年代初，率先在我国开展木星磁层研究，提出新的木星磁盘模式。在A.J.Dess1er主编的《木星磁层物理》一书中，此模式被称为“刘氏模式”。

1985年他冲破磁重联的传统观念，首次创造性地提出流体涡旋诱发磁场重联的新机制，建立了系统的涡旋诱发重联理论，为研究磁场重联开辟了一个新的途径。根据这一理论建立了一个新的通量传输事件（FTES）构型，较成功地解释了FTES的形成、结构、磁场和等离子体信号特性理论与观测符合得很好。

该理论在空间物理和空间等离子体物理中有广泛的应用前景。有关论文被国内外刊物引用70多次，国际同行人为这是"当今最先进和最真实的瞬时重联模型，是这一领域的领先者"，欧空局的科学家们也高度重视这一理论。在他的努力下中国与欧空局建立了国际合作。

1984年他被批准为中国首批国家级有突出贡献的中青年专家。曾获中国科学院自然科学奖一等奖（第一负责人）和国家自然科学奖三等奖（第一负责人），四川省人民政府颁发的优秀科学技术著作奖和优秀图书金帆奖一等奖，全国优秀图书特别奖，全国科学大会奖，2000年国际空间奖(Vikram Sarabhai奖)。

2002年1月初，欧空局局长和科学项目部主任共同签发了给刘振兴院士的表彰证书，表彰刘院士对2000年7月16日及8月9日在哈萨克斯坦发射升空的欧空局星簇计划（ClusterⅡ）的4颗卫星数据研究所做出的突出贡献。

由地磁场和行星际太阳风相互作用，形成包附着地球的地球磁层空间。任何太阳活动都会使磁层的尺度和性质发生变化，特别是发生大爆发时，可以引起非常大的磁层空间暴。但是，这些空间环境的变化规律对人类来说仍然存在许多未解之谜。为探测磁层中各种边界层的微观结构，1983年欧空局提出了一个用4颗完全一样的卫星进行探测的“星簇探测计划”。

从1991年起，中国与欧空局就星簇计划科学数据系统（CSOS）开始合作，1993年中国与欧空局正式签署了合作协议。这是中国第一次与欧空局建立科学合作关系，也是一项规模较大和层次较高的国际合作项目，十余年来双方合作十分成功。

由于欧空局的星簇计划没有进行大范围的地球空间同步测量，仍无法全面解释磁层中的重大科学问题。1997年以刘振兴为首的科学家小组提出利用两颗轨道相互交叉的卫星进行大尺度磁层空间同步探测的“双星计划”。该计划主要探测向阳面磁层顶和近磁尾等重要磁层活动区域和地球两极漏斗区沉降粒子对电离层扰动作用，及其与磁层其他活动区域变化的相应关系。2001年7月9日,双方签署了中国地球空间环境双星探测计划与欧空局的合作协议。

由于星簇计划的四星轨道更高，与双星形成不同层次的空间分布，星簇计划和双星计划相配合，在探测区域方面优势互补，因此对全面、多点探测和分析磁层空间提供了可能，形成人类对地球空间的第一次2点加一团（4颗星组成的四边形）或6点探测，这将对推动日地空间物理学研究产生重要作用，有望揭开地球磁层空间的科学谜团。

主要成就

刘振兴的主要科学与技术成就，可归结为以下几个方面：

其一，1985年刘振兴冲破三十多年来磁场重联研究的传统观念，首次提出流体涡旋诱发磁场重联的新机制，创建了涡旋诱发重联理论，为磁场场重联研究开辟了一条新的途径。国际同行专家们公认为VIR理论是当前国际上最主要的三个瞬时重联模型之一。

其二，1981年—1982年期间，他根据旅行者号空间飞船的探测数据，建立了一个新的木星磁层磁盘模型，该模型考虑了木星磁盘的波状结构和等离子体的不同转速。发现木星磁盘的厚度取决予等离子体的旋转能量与热能之比，阐明了木星等离子体片厚度和等离子体各物理参数的变化特性，主要结果写入了剑桥大学出版的《木星磁层物理>一书中，将其称为“刘氏模型”。

其三，刘振兴在推动中国与欧空局的合作和中国空间探测的发展方面作出了重要贡献。早在1991年，刘振兴即与欧空局Cluster（包括四颗卫星）科学数据系统开展了合作，在他的努力下，于1993年11月24日，中国科学院与欧空局正式签署了合作协议，在中国建立了中国Cluster数据和研究中心及中国Cluster科学工作队，由刘振兴担任中国Cluster数据和研究中心主任和首席科学家。

现中国已是欧空局Cluster科学数据系统的正式成员。Cluster II 已于2000年7月16日和8月9日分两批顺利地发射成功。欧空局为了表彰刘振兴对Cluster II 所作出的突出贡献，2001年11月给刘振兴颁发了由欧空局局长签发的证书。现中国Cluster数据中心已不断获得Cluster II 4颗卫星上44台仪器的探测数据，这对发展中国空间物理和空间天气预报将发挥重要的作用。

为了发展我国空间探测，刘振兴于1997年初提出了地球空间双星探测计划（简称双星计划）。该计划提出后，立即引起了国际空间界的关注和响应，欧空局主动提出与中国双星计划进行合作。经过三年的努力，2000年12月我国国务院正式批准了双星探测计划。

2001年7月9日中国国家航天局局长和欧空局局长在巴黎欧空局本部正式签署了关于双星计划的合作协议。由刘振兴任首席科学家。中国双星计划与欧空局星簇卫星（包括四颗卫星）相配合，将第一次形成地球空间的“六点探测”。双星计划的赤道区卫星已于2003年12月30日成功地发射，极区卫星已于2004年7月圆满地发射成功。双星计划的实施，对提高我国空间物理研究和空间天气的预报的创新能力，提高我国在国际空间界的地位将起重要作用。

人物荣誉

由于刘振兴在科学技术研究中作出了重要贡献，曾获得过国内外不同类型的奖励。1984年他被批准为我国第一批中青年有突出贡献专家。1992年获法国图鲁兹市（欧空空间城市）市长勋章。

2000年获国际空间研究委员会（COS PAR）和印度空间研究组织联合颁发的2000 Vikram Sarabhai奖。

2001年11月，获欧空局局长签署的“对欧空局Cluster II作出突出贡献”证书。

在国内，他先后获1978年全国科学大会奖， 1987年国家自然科学奖三等奖，1993年中国科学院自然科学奖一等奖，1995年国家自然科学奖三等奖。

2001年国家自然科学奖二等奖。

2001年何梁何利基金科学与进步奖。

经典语录

空间这个名词，比如说房子，要搬一个大沙发，有人就说了你这个房子的空间有多大，能不能放进大沙发等等。于是我感觉，我们称太空物理学会比较容易理解一些。我们这里说的太空，是指地球外层空间的泛指。所谓外层空间，现在看起来，大约是从平流层的顶部50公里左右，一直往上，直到遥远的宇宙空间。

日冕就是太阳的上层大气，它如果一旦发生物质抛射，可将百亿吨的质量抛射出来，通过行星到达地球磁层附近。

参考资料

1.刘振兴·中国科学家博物馆

2.刘振兴·中国科学院地球科学研究院