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1929年9月出生于山東昌樂(lè )。1955年畢業(yè)于南京大學(xué)氣象學(xué)系。1961年獲中國科學(xué)院地球物理研究所副博士學(xué)位。現任中國科學(xué)院空間科學(xué)與應用研究中心研究員、中國地球物理學(xué)會(huì )常務(wù)理事兼地磁和高空物理委員會(huì )主任，中國與歐洲空間局空間科學(xué)合作的中方首席科學(xué)家、中國Cluster科學(xué)數據研究中心主任，歐空局c1uster科學(xué)數據系統指導委員會(huì )委員，國際地磁學(xué)和高空物理學(xué)協(xié)會(huì )（IAGA）中國委員會(huì )主席。1995年當選為中國科學(xué)院院士。
長(cháng)期從事近地層大氣物理、高空大氣物理、行星際物理和磁層物理研究。早在1975年，他提出了太陽(yáng)風(fēng)－磁層－電離層－高層大氣藕合的概念。他在磁層物理的若干前沿領(lǐng)域，如地球輻射帶，太陽(yáng)風(fēng)湍流結構，太陽(yáng)風(fēng)能量向磁層中的傳輸，木星磁層模式，磁層亞暴過(guò)程，極光粒子加速機制和磁場(chǎng)重聯(lián)等研究中，取得了創(chuàng )新性研究成果。80年代初，率先在我國開(kāi)展木星磁層研究，提出新的木星磁盤(pán)模式。在A(yíng).J.Dess1er主編的《木星磁層物理》一書(shū)中，此模式被稱(chēng)為“劉氏模式”。1985年他沖破磁重聯(lián)的傳統觀(guān)念，首次創(chuàng )造性地提出流體渦旋誘發(fā)磁場(chǎng)重聯(lián)的新機制，建立了系統的渦旋誘發(fā)重聯(lián)理論，為研究磁場(chǎng)重聯(lián)開(kāi)辟了一個(gè)新的途徑。
在國內外科學(xué)刊物上發(fā)表論文160余篇，合作編著(zhù)書(shū)六部；曾獲1993年中國科學(xué)院自然科學(xué)獎一等獎，1995年國家自然科學(xué)獎三等獎，2000年國際Vikram Sarabbai獎，2001年何梁何利科學(xué)進(jìn)步獎，2001年國家自然科學(xué)獎二等獎；2001年獲歐洲空間局（ESA）對Cluster II作出杰出貢獻獎，2004年獲美國航空航天局（NASA）Cluster計劃團隊貢獻獎，2004年度當選全國十大創(chuàng )新英才，2005年獲歐洲空間局對Cluster地球空間做出突出貢獻獎。1995年當選為中國科學(xué)院院士。2016年3月23日3時(shí)45分在北京逝世，享年86歲。 | 
