古往今來，懷揣著對“宇宙”的探索欲，人類相繼開展了規(guī)模宏大的空間科學(xué)探索和研究。也正是在多方努力下人類也由此進入了空間科學(xué)時代。
地面的我們每天會看天氣預(yù)報，而遠在太空出差的航天員們其實也在密切關(guān)注空間天氣。那么，什么是空間天氣？一起來了解吧。
01. 空間天氣和日常天氣一樣嗎？
廣義地說，空間天氣是整個太陽系的物理狀態(tài)。由于人們生活在地球上，絕大多數(shù)衛(wèi)星都在地球周圍的太空中，因此，人們最關(guān)心的是地球周圍太空的物理狀態(tài)，狹義地說，地球周圍太空的物理狀態(tài)就是空間天氣，主要包含空間磁場和帶電粒子強度在空間的分布及其變化。這些分布和變化會對天基和地基技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生一系列的不利影響，比如說對電網(wǎng)，對短波通訊，對石油管道，對導(dǎo)航和定位，對衛(wèi)星上的電子設(shè)備，對航空乘客和宇航員的健康，對低軌衛(wèi)星軌道高度等造成不利影響。
空間天氣與日常天氣不同?？臻g天氣主要是由等離子體的運動導(dǎo)致的，而日常天氣是由中性大氣的運動導(dǎo)致的。不過都分好天氣和壞天氣。
02. 哪些因素會影響空間天氣？
影響空間天氣的主要因素是太陽活動，其他因素還有季節(jié)等。
03. 日常天氣的周期是365天，空間天氣的周期是多長時間？
空間天氣受太陽活動的控制，因此，太陽活動的周期就是空間天氣的周期，其周期范圍是9-14年，即有些太陽活動周的時間短一點，有些長一點。統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，太陽活動周的長度大部分為10.6年左右，接近11年。從更長的時間尺度來說，還有接近22年100年左右的周期以及更長的周期。
04.目前科學(xué)家們是如何監(jiān)測空間天氣事件的？
空間天氣的監(jiān)測分為地基和天基的。地基監(jiān)測網(wǎng)可以監(jiān)測太陽活動、行星際和地球磁場、電離層和中高層大氣等。天基可以監(jiān)測航天器所在位置的太空環(huán)境(等離子體信息、高能粒子信息、磁場信息等)，可以遙測太陽活動還有抵近太陽的觀測。
通過天基地基的監(jiān)測，人們可以實現(xiàn)中高層大氣、電離層、磁層、行星際空間到太陽的全域監(jiān)測。
05. 空間天氣有預(yù)報嗎？準確率如何？
通過對大量不同事件的個例分析，以及通過對大量事件的統(tǒng)計研究和數(shù)值模擬研究，人們建立了很多空間天氣的統(tǒng)計模型與數(shù)值模型，并利用這些模型開展空間天氣預(yù)報。空間天氣預(yù)報分為提前1小時左右的臨近預(yù)報、提前1-3天的短期預(yù)報、提前27天的中期預(yù)報、提前三個月甚至更長時間的長期預(yù)報。
對于太陽突然爆發(fā)事件(耀斑和日冕物質(zhì)拋射)的預(yù)報準確率目前還比較低，相對來說，磁暴的預(yù)報準確率要高很多，但要完全準確預(yù)報磁暴的強度目前依然非常困難，對于電離層暴和中高層大氣密度變化的預(yù)報準確率都不高。
06. 關(guān)于空間天氣研究，目前有哪些新趨勢？
因為研究水平依賴觀測水平的高低和采用的研究方法的先進程度，所以，空間天氣研究的新趨勢首先是要加強觀測，比如對太陽進行多視角成像觀測、加強行星際空間的(非一條直線的)多點就地觀測、加強磁層空間的多點就地觀測和南北極極光不間斷觀測。
過去在針對突然爆發(fā)的空間天氣事件，主要開展爆發(fā)的物理機制研究和統(tǒng)計研究，現(xiàn)在人們也開始把深度學(xué)習(xí)和機器學(xué)習(xí)等方法引入，并與物理機制研究、統(tǒng)計研究結(jié)合起來開展對各類空間天氣事件研究。
來源：中國航天科普
轉(zhuǎn)載時間：2024.10.10
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