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京财时报

空间“天气预报”,危险早知道

京财时报   来源:中新网    发布时间:2022-06-16 08:53:47   阅读量:11934   

太空天气预报,早知道危险。

日常生活离不开天气预报宇航员在太空的活动,火箭发射,卫星操作也要关注太空天气当今,伴随着空间探索的快速发展,空间天气预报变得越来越重要20世纪90年代末,中国气象局开始了空间天气业务试验2002年,国家空间天气监测预警中心成立,2004年正式开展空间天气业务日前,国际民航组织全球空间天气中心揭牌成立,为全球民航业提供空间天气服务,保障航空安全自2002年建成以来,我国基本完成了天地一体的空间天气监测格局但是什么是太空天气呢如何预测对人类有什么影响

太空中的天气如何。

太阳喷发活动及其空间环境变化。

生活在地面上,我们习惯了雨雪天气的变化但是九里之外接近真空的宇宙空间会有天气吗

在我们居住的地球和太阳系唯一的恒星太阳之间,我们能看到和感受到的阳光其实只是其中的一小部分大量能量更高的射线,如伽马射线,X射线等日常难以接触的射线,是常客国家空间天气监测预警中心工程师韩大洋说,现在仍然有太阳风每时每刻吹到太阳系的每一个角落它们构成了行星际空间的物质体,它们主要由带电粒子组成这些粒子速度非常快,以每秒几百公里的速度突破太阳的引力束缚,进入太空

在靠近地球的这一边,在太阳光线和太阳风的共同作用下,能量正以各种形式改变着地球的空间环境,从地面到内部几万公里甚至更高,形成了地球磁场,电离层和热层的三维结构韩大洋解释道

一方面是太阳不断提高自己的强化水平,向外输出,一方面是地球布下层层战线保护基地,形成了宇宙间巧妙的默契和动态的平衡。

太阳不是静止的!韩大洋告诉记者,太阳的工作模式一般分为平静和爆发两类太阳平静时,释放的太阳风速度慢,变化慢,物质密度相对较低,没有明显的喷发活动太阳风一旦转变为爆发模式,就会发生明显的变化,速度加快,密度增加,甚至温度会突飞猛进耀斑和日冕物质抛射这两个‘大招’会随时释放,甚至冷却时间会大大缩短,甚至会开启‘狂暴模式’,各种爆发活动会同时甚至连续发生

与两种太阳活动模式相对应,包括地球磁层,电离层和热层在内的空间环境也会发生变化这些变化将给人造卫星和空间站,通信和能源系统以及人类健康带来严重的影响和危害韩大洋总结说,太阳爆发及其引起的空间环境变化称为空间天气

因此,空间天气中的风就是太阳风,雨是来自太阳的带电粒子雨。

太空天气这个词从何而来。

据国家空间天气监测预警中心工程师陆介绍,1957年,《科学信报》的一篇文章引用了天文学家对星际介质的研究,并解释了他当时的一些理论太空天气一词最早出现在这里1964年,时任美国气象局局长在一次会议上提议,在科罗拉多州博尔德市成立一个联合小组,研究空间天气预报的相关问题1967年,美国环境科学服务局的相关技术报告中出现了太空天气一词就这样,太空天气一词进入了大众的视野在20世纪60年代后期,空间天气一词被广泛使用

空间天气研究什么

太阳能相关参数的主要监测和研究

就像地球天气中的风,霜,雨,雪等气象要素一样,在空间环境中也有可探测的环境参数,只是被粒子,磁场,电磁波等参数所代替空间天气监测和地面天气探测有什么区别

据国家空间天气监测预警中心研究员黄聪介绍,一是范围更大,从地面到太阳表面活动区20—30公里高度的中高层大气监测,第二,对象复杂不仅要监测中高层大气的温度,密度,速度等流体动力学参数,还要监测电离层,磁层,行星际和太阳表面的粒子,场,温度等等离子体参数

"还有各种各样的空间天气监测手段."黄聪说,对于电磁波,可以用光学遥感和无线电手段进行观测,对于磁场,采用磁通门或磁阻技术进行感应,对于微粒,可以用半导体或静电分析仪来监测它们。

空间天气研究主要关注哪些领域。

黄聪告诉记者,它主要集中在三个区域,空间天气的源头——太阳,它距离地球约1.5亿公里,太阳和地球之间天气传播和演变的连接区域——太阳和地球之间的行星际和磁层,从太阳表面延伸到地面以上数千公里,地球对空间的响应区域——电离层和中高层大气,范围从数千公里到距地面20~30公里。

一个完整的空间天气事件,一般有从太阳表面开始形成和发生,然后在行星际空间传播和演化,最后在地球电离层和中高层大气中影响和作用的规律黄聪说,因此,从空间天气业务的需求来看,有必要监测空间天气事件因果链中的重要区域,从太阳—行星际—磁层空间—电离层和中高层大气监测内容包括太阳表面活动区,行星际,磁层和电离层中的粒子,电场,磁场和波等等离子体和电磁参数,以及热层和电离层中的密度,温度和速度等流体参数

空间的研究对象是地球表面以上20公里以上的空间场,是大部分航天,卫星,通信,导航活动发生或依赖的空间场因此,灾难性的空间天气将对其产生直接影响

据介绍,对于航天设备来说,航天器上的微电子元件最怕高能粒子中能量较高的部分这些高能粒子可以穿透电子元件,造成数据错误,电路功能混乱或整台计算机瘫痪,引起机器的异常或故障,甚至彻底毁坏机器

能量相对较低的高能粒子会在航天器内部的电路板,电线等位置产生电荷积累,阻碍航天器的正常运行黄聪说,在航天器发射和运行期间,对空间天气要素进行持续监测和预报,对可能发生的灾难性空间天气事件进行预警,可以确保航天器的安全

空间天气预报有多准确。

进入了数字时代,却刚刚跨进门槛

据国家空间天气监测预警中心高级工程师乔松介绍,耀斑是太阳表面一小块区域突然变亮的现象耀斑的辐射增强通常遍布电磁频谱,其中极紫外,X射线等高能波段的辐射对地球电离层的影响尤为显著

太阳最外层的大气层叫做日冕顾名思义,日冕物质抛射会将大量磁化等离子体抛向太空如果撞击地球,可能会产生地磁暴当太阳质子事件发生时,来自太阳的高能粒子数量将迅速增加,这些高能粒子将对空间站和宇航员构成威胁乔松说

但是,我们对此有所准备去年发射的风云三号E卫星搭载了中国首台空间太阳望远镜,可观测日冕活动,有效提升空间天气监测能力,为更准确的空间天气预报提供数据支持

目前,国家空间天气监测预警中心已基本实现对日地因果链的全过程自主观测,可为航天器发射和在轨运行提供空间天气预报和影响评估服务,为载人航天任务提供舱外时间窗预报,避免航天员遭遇剧烈的太阳高能粒子辐射,为航天员出舱活动提供更高的安全系数例如,2008年神舟七号载人飞船的指令长翟志刚成为中国第一个出舱的宇航员当时,国家卫星气象中心根据空间天气环境准确预测了出港窗口时间

我们的空间天气预报是怎么做出来的。

据乔松介绍,空间天气预报员将收集最新的观测数据,包括各种波段的太阳图像,太阳X射线通量,太阳磁场,地磁指数,电离层状态等,对这些数据进行综合分析,然后结合观测数据和数值模拟做出预报,并咨询首席预报员,从而得出空间天气预报结论,做出各种预报产品

"空间天气预报产品种类繁多,包括日报,周报,月报和年报."乔松说,《空间天气日报》对过去24小时的空间天气状况进行总结,并对未来1—3天的空间天气状况进行预测,包括太阳活动水平,地磁活动水平,电离层状态等每周空间天气报告总结最近7天的空间天气情况,并预测未来7天的空间天气趋势有大耀斑,磁暴等重要空间天气事件时,也会发布空间天气预报,让普通人也能了解最新的空间天气状态

如今,空间天气预报已经进入数值化时代基于观测数据和科学理论,通过太阳表面物理参数预测耀斑发生概率,通过数值模型计算太阳风参数等方法在不断发展乔松说,伴随着各国探测飞船和卫星的发射,新的观测数据将源源不断,空间天气预报水平将稳步提高

太阳活动有一个很有趣的现象,就是大约每11年有一个周期,有太阳活动高的年份,也有太阳活动低的年份当然,这只能说是一种趋势,不是绝对的而且太阳的寿命很长,我们根据有限的观测总结出一个11年的周期但伴随着今后的继续观测,发现的周期律也可能会发生变化据国家空间天气监测预警中心空间天气预报站副站长郭建光介绍,空间天气预报刚刚踏入门槛

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