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刘振兴院士先后从事过近地层大气物理、高空大气物理、行星际物理和磁层物理研究,在流星与高空大气的相互作用、地球辐射带理论、太阳风湍流结构、木星磁层模式、极光区粒子加速、磁场层亚暴过程和磁层重联理论等方面取得了许多创新性的成果。刘振兴认为他这一生中最令自己满意的事情有三件：提出一个新的木星磁盘模型,创建涡旋诱发磁场重联理论,提出地球空间双星探测计划。