喜报 | 太阳射电尖峰暴研究获新突破，波胆官方网站计算助力科研创新

　　太阳射电暴是太阳大气中射电波段辐射短时剧烈增强的现象。而根据观测到的射电频谱特征，可将射电暴分为宁静太阳射电﹑太阳缓变射电和太阳射电爆发三种类型。许多研究者认为，尖峰爆发可能源自耀斑中的诸多元爆发过程（Elementary Eruption），故对于太阳射电暴的研究对理解耀斑爆发过程具有重要的价值。

　　太阳射电尖峰暴（Solar Spikes）常在耀斑过程中大量出现，数量可成千上万，一般在米-分米波段观测到，具有窄带、高亮温（~<10^15  K）、短时标（毫秒级）的特征，是各类太阳射电暴中亮温最高的一类。山东大学空间科学研究院、前沿交叉科学青岛研究院陈耀团队通过对产生尖峰暴的多尺度过程进行模拟研究，首次在日冕条件下通过电子回旋脉泽过程得到X模二次谐频的有效激发。

　　电子回旋脉泽辐射（Electron Cyclotron Maser Emission： ECME）是解释尖峰暴的主要机制。该机制适用于等离子体频率小于电子回旋频率的环境中，由速度分布函数具垂直方向正梯度的高能电子通过电子回旋共振不稳定性激发。该不稳定性可直接放大等离子体中的可逃逸电磁模式（X、O模），产生辐射，是目前所知唯一一种在等离子体中可直接线性放大的辐射机制。

　　由于太阳射电暴的种类很多，对一些爆发事件的辐射机制还存在争议，其中等离子体相干辐射可以解释亮温很高的爆发事件。相干辐射可能涉及波-粒相互作用、模式激发、激发波模之间的非线性耦合过程等，由于等离子体系统的复杂性，很多时候只能通过PIC（Particle-In-Cell）数值模拟方法进行研究。受限于计算能力，在以往模拟研究中，研究者往往只能使用有限的粒子数，空间网格划分也比较粗糙，导致非物理的数值噪声很高，影响对真正发生的物理过程的识别，最终导致模拟结果可信度大打折扣。

　　北京波胆官方网站计算中心服务用户（机构用户）数超过 30，000，拥有总核心数达27万核，通用超算算力达10Pflops，更是获得2020 HPC TOP100排名第三的好成绩，排名仅次于神威太湖之光和天河二号超级计算机。

　　PIC模拟得到的模式色散关系，传播方向分别为35°、95°和100°，（a-c）分别代表利用弱散射、中等散射、强散射电子的模拟结果。

　　在此次研究中，北京波胆官方网站计算中心为陈耀团队的数值模拟提供了高性能的并行计算平台，支持上千个核进行并行运算，大大提高了运算效率，节省了时间。在这样的条件下，模拟空间网格可以设置几百万，每网格内放近万粒子，粒子总数能达到上百亿，在保证运行效率的前提下，大大提高了计算精度，为辐射机制的研究提供了很大的便利。

　　对于北京波胆官方网站计算中心在此次研究中提供的支持，陈耀教授表示，北京波胆官方网站计算中心资源丰富，兼容性高，计算快，可承载性高。服务方面有专人团队服务，问题解决快，后勤有保障。

　　陈耀团队介绍

　　山东大学空间科学研究院陈耀教授课题组研究方向为太阳爆发物理过程，主要从观测数据分析、数值模拟和理论研究、太阳和空间射电探测装备技术研发三方面组织科研工作。在科学研究方面，聚焦于太阳爆发中的能量释放、粒子加速与射电辐射等多位一体的连锁物理过程，在利用国内外台站、卫星数据开展工作的同时，也着力培养和发展数值模拟研究力量；同时，根据科研需求组织技术队伍研发高性能太阳和空间射电观测系统，并建有空间电磁探测技术实验室，以"科学引领、技术实现"为发展思路，以掌握有关射电探测关键技术为核心任务，积极参与和承担国家重大科研设施的建设，通过承担国家任务、实现实验室的良性发展。目前，课题组正承担有国家基金委重大项目课题、面上项目多项，以及国家重大科技基础设施建设项目-子午工程II期的槎山太阳射电观测系统等建设任务，编著"十三五"国家重点出版物出版规划项目《等离子体物理学基础》。

　　北京波胆官方网站计算中心介绍

　　北京波胆官方网站计算中心成立于2011年11月1日，由中国科学院和北京市政府共建，依托中科院计算机网络信息中心建设，运营主体为北京波胆官方网站计算有限责任公司。在2020年中国HPC TOP100榜单中，北京波胆官方网站计算中心A分区以Linpack测试性能3.74PFlops，荣获2020 HPC TOP100榜单中国超算TOP3，通用CPU算力第一。

　　北京波胆官方网站计算中心以立足北京、辐射全国、构建国内领先、国际一流的信息化基础设施及公共服务平台为总目标，面向科学计算、工业仿真、气象海洋、新能源、生物医药、人工智能等重点行业应用领域，随需提供波胆官方网站计算服务，支撑全北京市的产业升级与科技创新，助力国家科技发展。