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破空间天气灾害应急系统建设之难(20110420)

发布者:   来源:   发布时间:2011/12/31 10:10:31   标签:   浏览次数:5358


■在国内首次从服务用户的角度对空间天气灾害进行了系统研究
■分析了基于现有自主数据构建空间天气应急系统的可能性,并提出设计方案,凝练关键技术清单
■空间天气应急演示示范系统在业务中发挥了重要作用

    空间天气灾害是人类进入太空时代后才感受到的一种新型自然灾害,人类对它的认知和应对还处于初级阶段。 2006年,我国空间天气业务系统还处于起步阶段,基本没有自主监测资料,对国外数据极度依赖。为应对随时可能发生的空间天气灾害,同时避免在特殊情况下无法获取国际数据而导致业务系统无法运行的“尴尬”,利用国内已有的有限资源,构建一个应急性业务系统迫在眉睫。
    2007年,国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)、中国科学院空间科学与应用研究中心共同承担了公益性行业 (气象)科研专项 “空间天气灾害应急方案关键技术研究与试验”,围绕空间天气灾害发生机理及其影响、用户对空间天气预报的需求、利用我国天基和地基自主观测数据构建应急系统的可能性等做了有益的尝试,其成果在业务中已发挥重要作用。
构建空间天气灾害应急系统框架
    项目组在国内首次对空间天气灾害和空间天气用户进行广泛调研分析的基础上给出研究报告。其中,首次给出了空间天气灾害的定义,归纳和总结了空间天气灾害的影响范围,确定了空间天气灾害的类别,对主要空间天气灾害的成因做了理论分析,分析了空间天气灾害对国民经济相关技术系统可能产生影响的物理机制,并在此基础上系统给出了空间天气灾害即将发生或已经发生时空间天气业务部门和用户应采取的方法和措施建议。
    事实证明,该研究成果成了国家空间天气监测预警中心未来开展空间天气服务的重要基础和依据,有关空间天气灾害应对策略和减缓措施的研究成果被直接应用于面向用户的空间天气服务。该研究成果已经系统地体现在 《空间天气灾害》一书中,该书是目前国内各有关部门进行2012超强太阳风暴评估的主要参考资料之一。
    基于自主观测数据遴选和可行性分析结果,项目组针对本研究提出的5类灾害性空间天气事件,完成了应急业务系统方案研究。空间天气应急业务系统的主要功能是通过对自主空间天气应急数据的处理和分析,生成相关空间天气应急业务产品,分发给各类用户,并通过用户反馈对系统进行完善。为此,项目组还针对应急系统中需要的预报技术和手段,提出了关键技术清单,为未来构建应急系统奠定了理论和技术基础。
研究成果有力促进业务发展
    本项目在空间天气灾害成因的机理、影响分析及灾害应对策略的研究成果为建立我国的空间天气灾害应急业务系统提供了理论基础,该研究提出的概念、理论分析结果、分级标准和应对减缓策略等成果已经逐步应用于国家空间天气监测预警业务系统的建设:
    ——对我国自主观测数据现状调研及应用可行性分析的研究成果,直接体现到风云卫星工程规划和实施中,以及气象灾害监测预警工程空间天气部分的建设中;
    ——应急系统框架的理念和主要流程,直接指导了空间天气预报规范体系和预报员分析平台的建设;关于空间天气灾害及其应对的分析,直接指导了空间天气应用服务框架的构建以及和重要用户的沟通,并被实际服务所验证和支持,更成为决策服务的重要依据;
    ——提出的应急业务系统关键技术清单,已成为业务建设特别是新技术推广项目申报的重要参考。
    基于此项目研究成果的现代气象业务丛书之 《空间天气》一经出版就得到同行的广泛认可,6个月后应读者要求重新印刷。
相关软件在重大服务中 “立功”
    风云卫星空间天气数据演示应用系统针对空间天气预报和保障任务的需求,根据不同数据用途以直观的方式对数据进行显示,同时还具备了空间天气事件和效应异常事件的分析和告警能力,为我国利用自主数据开展空间天气预报和保障建立了初步的基础。其应用成果可圈可点:
    ——系统的航天器辐射带进出预示功能在神舟七号航天员空间天气保障工作中发挥作用,根据风云三号辐射带监测数据推演出的风云轨道辐射带分布和预示技术在航天员出舱安全窗口的正确预报 (仅差1分钟)中发挥重要作用;
    ——系统所具备的卫星进出辐射带预示功能在风云三号发射保障任务中也发挥了作用;
    ——在某重要卫星空间天气保障服务过程中,风云二号高能电子通量显示系统发挥作用,通过历史数据再现功能,国家空间天气监测预警中心成功地判断了高能电子通量的事件分布规律,并成功地预报了一次卫星异常事件。
    GPS-TEC演示系统同样精彩。它能够准实时地绘制中国区域电离层TEC分布图,不仅可以反映电离层的活动水平,为预报员提供有力的预报工具;还可以为航天用户预报航天器轨道提供电离层资料。在嫦娥二号卫星服务中,该系统每日提供前一天的GPS-TEC观测值,在嫦娥卫星轨道修正中发挥了重要作用。
                                     气象报记者王素琴
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