空间天气:一个发展中的学科与政策问题
来源:中国气象报社   发布时间:2007-07-19
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  本报讯 什么是空间天气?它对我们有什么影响?空间天气和地表天气的界限是什么?为什么我们要关注空间天气?新的大容量的飞机是否必须更加注意空间天气?美国气象学会7月18日在华盛顿举办了一次环境科学大会,这次会议的主题是:空间天气——一个发展中的学科与政策问题,讨论了有关空间天气的研究和未来发展。

  空间天气,我们是指那些能对人类产生影响的空间环境的变化。空间天气对活动光谱有不利影响,影响明显的有NASA的空间探索、卫星运行和通讯系统,不明显的有公路建设、农业和电池电等。随着发达国家的经济发展越来越技术化,受空间天气事件的影响的可能性逐渐增加。

  过去7年,北波兰地区的航线有了大幅的增加。这些航线缩短了过去北太平洋航线的时间。他们从华盛顿、纽约和芝加哥等开通了直飞亚洲的航线。这些航线不但缩短了飞行时间,而且也由于减少排放和燃料用量而对环境有积极的影响。然而,这种航线也容易受空间天气现象变化的扰动。强太阳光斑能使通讯中断,影响空中导航能力,会使得乘客和机务人员处于高水平的宇宙辐射中。这些航线的安全和完整运行是所有航线中的顶级优先的。所以,空间环境中心提供的空间天气产品需有及时重要的信息,使操作人员能够及时做出最正确的操作。

  空间天气不但影响航空,还影响海运调查业务。Fugro公司的客户和竞争对手用我们的高精确、数字全球定位系统(DGPS)服务来执行精确的海洋定位,陆地结构调查和精细农业。所有这些业务需要大量的海上和陆地上的设备投资及其运行和维修成本。空中调查数据收集的费用是5万美元/天。海底地震数据采集费用从8万-20万美元/天。由于操作的复杂性,一个海上钻塔运行一天所需的船只和设备的成本费用是30万-100万美元/天。

  任何影响GPS的有效性和精确性的事件,都有可能增加成本或对结果造成不利影响,以及对海上的应用造成基础性的破坏。电离层的误差是DGPS精度最主要的误差之一。在DGPS过程中精确估计和正确应用这些误差成分的能力是高精确GPS位置的关键。在太阳活动引起的增强的地磁风暴期间,电离层变的很混乱,所以精确估计这个误差比较困难或不可能。GPS或L波段的DGPS的订正信号跟踪丢失也会在电离层信号散射或太阳无线干扰时出现。

  我们及时正确的接受太阳或地磁活动信息是至关重要的。丢失精确的GPS位置的一个结果将会对海上设备造成潜在的毁坏及高额的修理费用、停机、失去生产力及环境影响。我们用NOAA的空间环境中心的产品详细地监测空间天气状况。这使得我们能够警示我们的员工和全球的客户注意潜在的破坏。

  因为GPS的精确性,它成为电话、汽车、海运、航空和农业方面默认的必备装备。对公众的及时、大量的影响GPS的空间天气事件预警现在变得很重要。避免危险是在有经济或环境危险的地方扩大GPS应用的关键。 (来源于2007年07月19日《中国气象报》 作者:谢济善)