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气象部门观测日食,是跨界吗?有种“天气”,很特殊!

陪你看日食的 中国气象 2021-09-07


明天(6月21日)

一场观赏效果绝佳的

日环食将要上演

你是否已经搬好小板凳

静待这场“年度大戏”呢


不过,也有网友给小编留言

听说你们要观测日食

这不是天文学家的事儿吗?


来来来

这事儿得从一种

特殊的“天气”说起





空间天气


千百年来,在人们普遍认识中,只认为狂风暴雨、电闪雷鸣等恶劣天气会影响我们的衣、食、住、行和生产活动。殊不知,在地表20至30公里以外的高空和在千万公里的太空,空间天气也会影响我们的生产生活。


当然,宇宙空间中并没有大气。因此,空间天气并非传统意义上的天气,主要是指太阳活动对地球,以及近地区域所造成的影响。


空间天气概念示意图 来源:国家空间天气监测预警中心


目前为止,国际上较为主流的定义为:





太阳上和太阳风、磁层、电离层和热层中能影响空间、地面技术系统的运行和可靠性,以及危害人类健康和生命的状态。简而言之,空间天气是指空间环境中的灾害性天气状态,条件或者事件。


美国在1994年11月也曾给“空间天气”定义:





空间天气系指太阳上和太阳风、磁层、电离层和热层中影响空间、地面技术系统的运行和可靠性及危害人类健康和生命的条件。


辐射带对地球及卫星产生影响示意图。来源:SSA


不管怎样定义,可以肯定的是,空间天气是围绕太阳展开。如果太阳表面爆发了一次日冕物质抛射活动,数十亿吨高能粒子以每秒几百甚至几千公里的速度向外喷发,随着不断地向外传播,所影响的区域逐渐变成一个半球。这些高能粒子在对外传播的过程中,就会对地球的磁层、电离层、大气层等产生影响


空间天气对人类的影响。来源:国家空间天气监测预警中心


由于空间天气涉及到高能带电粒子、地磁场和范艾伦辐射带(指在地球附近的近层宇宙空间中包围着地球的高能粒子辐射带),对人类航天和地面设施都有影响。其中,空间灾害性天气还可能对以下方面造成破坏:





空间方面(可以通俗理解为近地宇宙的影响):破坏卫星上的计算机和其它电力系统;使地球大气层膨胀,造成探头故障,使对卫星和空间碎片的跟踪更加困难;低空卫星翻滚,姿态失控;在能量粒子方面—使卫星表面带电,跟踪系统、电力板等光敏部件性能下降,卫星电池漏电,单粒子事件增加,宇航员眼中出现闪烁,高空放射性辐射 严重;质子事件加剧,卫星上存储器内存撞击,产生莫名其妙的幻影命令。


地磁方面(可以通俗理解为地球上的影响):产生大的地磁暴和极区电激流亚暴,改变地球磁场,干扰地下深处的石油钻头的信号;在管道和其他大型金属系统中引起电流,在发电厂和电网中产生重要影响,使控制装置跳闸断电,甚至烧坏变压器。


电离层方面:中断来自全球定位系统单频道的导航信号;影响高频无线电波和短波通讯,干扰卫星蜂窝电话系统通俗理解为,你的手机会没信号了)。


空间天气态势图 来源:国家空间天气监测预警中心


随着科学技术水平的发展,相关国家也认识到空间天气在太空时代的重要性,纷纷开始进行研究,这其中就包括我国。





1996年,中科院国家空间科学中心(时名中科院空间科学与应用研究中心)首次正式对外发布空间天气预报,专门面向航天领域。为了更好地做好空间天气预报业务。


2002年6月1日,经批准,国家空间天气监测预警中心成立;2004年7月,中心业务正式启动,标志着我国国家级空间天气业务正式开始。


2015年11月,国家空间天气预报台正式成立,并纳入中国气象局气象台序列统一管理。


来源:ICAO


空间天气预报是根据观测资料和预报模式,对太阳、行星际、磁层、电离层、中高层大气中关键要素进行预警预报。


这里特别提一点,空间天气预报与航天事业发展息息相关,如果宇航员出舱时正巧遇到宇宙中的高能物质,很可能在短时间内造成辐射计量超标危及到宇航员的生命。





2003年,超强的太阳耀斑带来万圣节风暴事件,致使全球多个国家包括美国、欧洲、日本在内的卫星出现严重故障,有的进入安全模式停止工作,有的干脆被高能粒子彻底毁坏,国际空间站的宇航员被迫启动防辐射保护仓才得以安全度过。



那么,为什么要观测日食呢?


首先,日环食不仅是极具特点的天象,当太阳被月亮遮挡时,人们更容易观测到太阳日冕活动情况,从而有助于预测其活动趋势;同时,日食对星地通信起关键作用的电离层有一定影响。


简单来说,监测日食,是国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)日常空间天气观测业务中的一部分2019年12月26日,气象部门就用多种手段监测了一次日食。


风云四号气象卫星监测的日食

↓↓


石岛气象台运用太阳光球色球望远镜

和太阳射电望远镜等监测日食

↓↓


山东省石岛气象台位于山东半岛东南端,濒临黄海,它始建于1953年2月,至今已有六十多年的历史。2008年1月,经中国气象局批复,确定在石岛建设太阳观测项目,为国家空间天气业务的开展提供支撑。2014年8月石岛国家空间天气观测站正式挂牌。多年来,山东省石岛气象台为国家空间天气监测预警中心提供了稳定可靠的观测数据,已成为其重要的数据源;为我国载人航天等提供了重要保障。





既然知道了

观测日食是气象部门的

常规操作


那么,明天13点

当国家空间天气监测预警中心的小姐姐

做客直播间

带你一起看日环食

(剧透:她兼具天文和气象学术背景哦)

还有什么理由

不约不约呢



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乘风破浪


中国气象报社 出品


审核:段昊书

参考文章:《空间天气十问答》《空间天气 离我们并不遥远》《空间天气简史》《你不知道的空间天气预报》《空间天气与生命安全息息相关》

编辑/作者:文科 程立渤 

转载授权请联系:010-58993075(段老师)

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