太陽高能粒子(SEP)又稱為太陽宇宙線，是由太陽偶爾噴發(fā)出來的高能帶電粒子，最高可達GeV量級的能量。太陽高能粒子對于在太空中作業(yè)的宇航員和衛(wèi)星上的電子元器件均構(gòu)成嚴(yán)重甚至致命的危害，成為影響日地空間環(huán)境和空間天氣的一個重要因素。為了規(guī)避或減輕太陽高能粒子對人類空間探測活動和生產(chǎn)生活的影響，深入了解太陽高能粒子在行星際空間中的傳播過程和擴散機制是十分重要的。平均自由程是空間物理學(xué)中研究太陽高能粒子在日球?qū)觽鞑ミ^程的一個非常重要的參數(shù)，尤其是在空間天氣學(xué)的預(yù)報研究中。為了得到太陽高能粒子平均自由程，一般采用數(shù)值模擬方法，但這種方法需要大量計算資源，非常耗時與低效。
地質(zhì)與地球物理研究所地磁與空間物理研究室博士后何宏青與合作導(dǎo)師萬衛(wèi)星研究員建立了一種確定太陽高能粒子帶絕熱聚焦作用平行平均自由程的直接解析方法。該方法可表征為一個關(guān)于太陽高能粒子和太陽風(fēng)相關(guān)物理性質(zhì)的復(fù)合函數(shù)，所需各種物理參量均可由衛(wèi)星在太陽高能粒子到達前直接觀測獲得。因此，該方法可直接、快速確定脈沖型和緩變型事件中太陽高能粒子帶絕熱聚焦作用平行平均自由程和徑向平均自由程，為預(yù)測和預(yù)報太陽高能粒子事件在行星際空間中的傳播和演化過程提供了一種新的思路，在空間天氣預(yù)報研究中將是一個非常有用的工具，在空間天氣預(yù)報實踐中具有重要的應(yīng)用價值和廣泛的應(yīng)用前景。作為該方法的直接應(yīng)用，他們還闡明了太陽高能粒子平行平均自由程與各個相關(guān)物理參量之間的內(nèi)在聯(lián)系，并揭示了磁場絕熱聚焦作用對太陽高能粒子在行星際空間中擴散和傳播過程的影響。
該項研究成果近期發(fā)表在國際權(quán)威的天體物理學(xué)期刊The Astrophysical Journal上（He & Wan. A Direct Method to Determine the Parallel Mean Free Path of Solar Energetic Particles with Adiabatic Focusing. The Astrophysical Journal. 2012, 747-1-38, doi:10.1088/0004-637X/747/1/38）。