1 工程与环境地球物理

       工程与环境地球物理，是应用物理学的理论和方法，通过工程环境物理性质的差异或其形成的物理场来研究、解决工程环境问题，以达到人类与自然和谐协调发展的学科。工程与环境地球物理不同于常规的地球物理方法，它具有独到的特点：勘探目标的浅表层是一种特殊的地质地球物理环境；勘探方法具有抗干扰性和灵活性；物性差异小探测信号弱，需较好的信号提取技术；需要不同时间连续跟踪动态检测；建立专用的物理-地质模型。工程与环境地球物理的基本任务是从声、光、热、电、磁等物理场的变化来认识地球，其主要应用领域有资源勘探、环境保护、灾害防治及国家重大工程建设等。工程与环境地球物理涉及组成要素包括岩石圈、水圈、生物圈、大气圈，涉及物性包括物理性质、化学性质和生物性质，涉及人类活动空间包括聚落空间、区域空间、地球空间及星际空间。

2 探地雷达方法技术与应用

探地雷达是近几十年发展起来的一种探测地下目标的有效手段，是一种无损探测技术，与其他常规的地下探测方法相比，具有探测速度快、探测过程连续、分辨率高、操作方便灵活、探测费用低等优点，在工程勘察领域的应用日益广泛。小组不但开展地面探地雷达的研究，而且针对特殊应用，开展钻孔雷达和机载探地雷达的研究。

3 极地科学研究

南极冰盖是全球气候环境变化的一个关键要素，其对气候条件的微小变化反应极其敏感。南极冰盖目前的物质损失相当于全球平均海平面每年上升0.5毫米左右。在极地冰盖内陆，雪、下降风和表面地形之间存在着复杂的相互作用，导致了积雪分布的显著空间差异，其持续风蚀作用形成的古老且广泛的气候记录通常会被保存在冰层的几何结构中。雷达图像展示的冰盖内部分层结构记录了历史上的风蚀活动，其空间变化为风蚀演变提供了直接成像证据。风冲刷区沉积间断形成的冰层不整合面的时空差异可用于推断/解释南极对冰流和气候事件历史变化的响应。

最近，中国极地研究中心（中国极地研究所）（简称“极地中心”）自然资源部极地科学重点实验室极地冰盖多圈层相互作用与气候变化研究团队联合吉林大学地球探测科学与技术学院刘四新教授团队，在地球科学和遥感领域期刊IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing（IF=8.125，以下简称IEEE TGRS）上发表了有关冰雷达观测持续风冲刷作用形成的风蚀层结构及其活动年龄的研究论文，推断并解释了东南极Dome A南部古气候记录中持续风冲刷活动的年龄上限及其气候效应。

4 火星科学研究

科学家认为火星上曾经是有宜居环境的，然而根据最新的资料发现火星在远古时期并非是温暖湿润的环境，而是一个被冰包裹的寒冷星球，之所以如今能看到火星表面遍布河流痕迹，可能是因为数亿年前遭遇过一颗陨石撞击后冰层因此融化形成的，发现火星表面的山谷形成时间并不久远，基本都是由冰川融化后才形成的，不过火星在很长的一段时间里很大一部分陆地都是被水淹没的，如果说火星上曾出现过生命或许就是在冰川大面积融化的那段时间。不过科学家认为在更久远的时期，火星由于质量较小比地球更早出现宜居环境，并且根据火星的情况分析出曾出现过的几次环境大变动。

       火星上稳定液态水的存在可能为地外生命的可持续发展提供一个适宜的环境。然而，这颗红色星球目前的温度和压力使得稳定的液态水不太可能出现在表面。近几年来，由于探测到1.4公里深处异常明亮的雷达回波从南极冰盖底部返回，引发了一场火星液态水的争论。利用MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding)、SHARAD (SHAllow RADar)、以及“天问一号”科学数据，开展火星科学的研究，探索科学奥秘。