气象卫星在暴雨和强对流天气系统监测和短时天气预报中的应用

简要地介绍了气象卫星,特别是地球静止气象卫星图象资料在强对流风暴(雷雨大风和冰雹)和暴雨两大类灾害性天气系统的监测和短时预报中的作用、地位和应用情况;同时,还扼要地给出了利用卫星资料研究这两类天气系统所取得的部分成果;最后讨论了利用气象卫星监测降水的重要性及其现状。     

太阳风与空间天气

正太阳每天东升西落,为地球上的人们带来了赖以生存的光和热。而在太空之中,太阳也以另一种方式影响着我们的地球。一种被称作"太阳风"的高速等离子体流时刻从太阳上涌出,并向太阳系的深处奔去。当它到达地球附近时,会与地球的磁场发生作用。强烈的太阳风暴会引起地球磁场的剧烈变化,诱发地磁暴的产生。在人类活动尚不依赖高技术系统的时代,地磁暴除了会让更多地方的人们有机会一睹美丽的极光外,并不会造成严重的后果。而现如今,严重的太阳风     

空间天气及其灾变

2003年10月28日，太阳发生了一次强烈的耀斑爆发，耀斑形成区域的面积超过地球面积的3倍。同时，日冕物质从一个巨大的太阳黑子中抛射出来，产生的带电粒子流以每小时750万千米的速度冲向地球。它引发了当年10月30日近地空间的地磁暴和电离层暴，使地球无线电短波通信等受到严重     

基于对抗和迁移学习的灾害天气卫星云图分类

针对卫星云图中的灾害天气数据存在严重不平衡问题,提出一个结合生成对抗学习（GAN）和迁移学习（TL）的卷积神经网络（CNN）框架以解决上述问题进而提高基于卫星云图的灾害天气分类精度。该框架主要包含基于GAN的数据均衡化模块和基于迁移学习的CNN分类模块。上述2个模块分别从数据和算法层面解决数据的类间不平衡问题,分别得到一个相对均衡的数据集和一个可在不同类别数据上提取相对均衡特征的分类模型,最终实现对卫星云图的分类,提高其中灾害天气的卫星云图类别分类准确率。与此同时所提方法在自建的大规模卫星云图数据上进行了测试,消融性和综合实验结果证明了所提数据均衡方法和迁移学习方法是有效的,且所提框架模型对各个灾害天气类别的分类精度都有显著提升。      

空间天气如何影响人类

<正>3月29日,美国白宫发布新闻稿,公布新一版的《国家空间天气战略与行动计划》,并称将以此为指导,进一步加强美国应对空间天气事件的能力。在奥巴马执政期间,美国曾经制定过《国家空间天气战略》和《国家空间天气行动计划》。2016年,即将卸任的奥巴马总统还签署了题为《协调努力为国家做好空间天气事件的准备》的总统行政命令,进一步强化美国联邦政府应对空间天气事件的目标和措施,以     

空间天气监测新计划

中国和美国的两个新计划将监测太阳爆发、射电闪烁和地磁暴。     

太空中的天气预报员编队

2005年10月，德尔它-2火箭从范登堡空军基地－箭双星发射“云卫星”（Cloudsat）和“云-浮质激光雷达和红外探测者卫星观测”（CALIPSO，直译为“卡里普索”）卫星。前者将改进对云层结构和成分的研究，更好地理解云对气候的影响，它是美国航宇局“地球系统科学探路者”计划中的一项任务；     

影响卫星故障的空间天气分析

基于美国国家地球物理数据中心(NGDC) 2384例和中国19颗卫星的263例卫星故障信息, 结合1963-2012年小时平均的多种空间环境数据, 定量分析了三种卫星故障发生期间的空间要素特征, 探讨单粒子锁定(SEU)、表面充电致静电放电(ESD)和内部深层充电所致电子引起的电磁脉冲(ECEMP)与空间天气事件的可能联系, 得出以下主要结论. (1)大部分SEU和ECEMP发生于空间天气平静时, 但在其前后3日内地磁活动达到了磁暴水平, 相对来说比例最大的发生在Dst_min之后第3日 (48～72h). (2) ESD受地磁活动和高能电子通量影响明显. 与磁暴、相对论电子通量增强事件的季节性相对应, 两分点附近ESD和ECEMP的发生率高; 93.6% 的 ESD发生前后72h内地磁活动达到磁暴水平, 故障发生时间均匀分布在 Dst_min前0～48h 和后0～24h; 54.9%的ESD 发生时处于地磁暴期(Dst <-30nT), 以-50～-30nT的小磁暴水平居多; 40.6%的ESD发生于高能电子通量高水平期(≥ 103pfu, 1pfu =1cm-2·s-1·sr-1), 81.9%的ESD发生前后72h 内高能电子通量峰值≥ 103pfu, 发生率最高时段为电子通量峰值前 48～72h. (3)高能电子对中国同步轨道卫星的SEU影响明显, 42.5% 故障发生 时高能电子通量≥ 103pfu, 故障在峰值前48～72h和峰值后48～72h 的发生概率相当, 约为23.0%. (4)同步轨道卫星SEU受太阳质子事件的影响相对较大, 22.5%的中国同步轨道卫星故障发生前后72h内发生了太阳质子事件, 季节性不明显.      

空间天气模式集成可视化演示软件设计

空间天气模式集成是空间天气预报业务化的基础, 空间天气模式集成可视化演示软件系统是其中重要的研究内容之一. 空间天气模式种类繁多, 要素多样, 模型复杂, 且各模式可视化形式及方法具有差异性. 本文综合当前中国空间天气模式的特点, 构建了一套空间天气模式集成可视化演示系统. 该系统兼容性好、可扩展性高, 能够集成当前中国空间天气中大多数模式. 讨论了空间数据管理方法, 基于Visual C++ 软件平台和OpenGL可视化软件模块,以动态加载方式初步实现了多个空间天气模式的可视化集成.      

空间天气威胁,各国如何应对

正人类很早就注意到了太阳上的黑子、地球上的极光这些与空间天气有关的显著自然现象。在中国古代的天文记录和地方志中,就有不少关于太阳黑子和极光的记载。在西方世界,印第安人将极光视为天空中舞动的精灵,而中世纪的欧洲人则认为极光是来自神的标志。到了近代,天文学家和地球物理学     

欧洲空间科学委员会发布空间天气一体化研究报告

欧洲空间科学委员会(European Space Science Committee,ESSC)2019年8月在Journal of Space Weather and Space Climate发表关于欧洲空间天气一体化方法的评估报告。报告分析了欧洲当下应对空间天气行动存在的问题,并相应提出了协调和优化整合建议,旨在增强欧洲应对空间天气风险的能力,提升欧洲对全球行动的贡献。ESSC对欧洲应对空间天气行动的现状从六个方面进行了深入分析。(1)在空间天气的科学认知方面,亟需加强对多个空间天气耦合机制的科学理解,改善对日地耦合系统的总体描述。     

风云卫星是怎样预报天气的?

<正>天气预报越来越准了。以前人们出门看天,猜测天气情况;现在出门看看手机上的天气APP,半个月的天气情况都一览无余。气象卫星对此居功至伟。茫茫太空中的气象卫星,就是敏于"察言观色"、洞察风云变幻的一双双"眼睛"。每一次气象卫星的技术进步,都使得天气预报的准确率进一步提升,这是一个无止境的过程。我们已经习以为常的天气预报,到底是如何利用气象卫星实现的呢?     

NASA遴选国际空间站空间天气任务载荷

NASA网站2019年2月26日报道,NASA为太阳物理探索者计划(Heliophysics Explorers Program)遴选出一项新任务——大气波动实验(AWE),将重点研究地球高层大气中的气辉现象,首次获取空间天气驱动因素的全球观测数据,并帮助了解和最终预测地球周围庞大的空间天气系统。AWE由犹他州立大学的Michael Taylor担任首席科学家,NASA戈达德航天飞行中心(GSFC)探索者计划(Explorer program)办公室负责管理。     

对流层特大暴雨天气对电离层变化的影响

研究气象活动对电离层变化的影响．利用时序叠加方法，通过对1958-1998年期间发生在武汉的5次特大暴雨天气事件对武汉上空电离层变化的影响进行分析，发现：(1)特大暴雨能够引起低电离层，fbEs和，f0Es参量较明显地减小；(2)特大暴雨对电离层F区寻常波描迹的最低虚高h′F和电离层等效峰高hpF的参量也有一定影响，且随着雨量的增大这种影响作用也会增加；(3)特大暴雨对电离层其他参量影响甚弱或没有影响．本文认为，特大暴雨天气事件对电离层的影响主要来自于动力过程，特别是特大暴雨激发的或相伴的大气重力波、潮汐波和行星波等长周期大尺度过程的作用．     

全球空间天气路线图及对中国的启示

随着科技的发展,空间天气对电力系统、通信导航系统和航天资产等遍布全球的技术基础设施的影响越来越深.需要加强对空间天气事件过程的理解,提升空间天气的预报能力,优化基础设施设计,从而减缓空间天气对社会造成的影响.基于这些需求,国际空间研究委员会(COSPAR)联合国际与日共存计划(ILWS)共同成立专家组,研究制定了全球2015-2025空间天气发展路线图.本文对该路线图进行介绍和解读,讨论该路线图对中国空间天气发展的启示.     

一种基于白谱法的电离层天气扰动指数

基于一种电离层扰动提取方法——白谱法,利用IGS提供的电离层TEC网格数据,获得电离层J_s指数、J_r指数和J_p指数,分别反映单站、纬度圈（沿经度积分）及行星际尺度下的电离层天气扰动状态.在2015年3月的一次磁暴过程中,J_s指数、J_r指数及J_p指数均很好地反映出电离层响应地磁暴的过程,磁暴前后J_p指数与Dst指数相关系数达到-0.72;J_s图从二维角度很好地表征了电离层天气的扰动过程.在此基础上,统计分析了2011——2014年J_p指数与Dst指数的相关性,结果表明:限定J_p≥2,J_p指数与对应时间Dst指数的相关系数为-0.67;限定J_p≥3,二者相关系数更高,达到-0.87.通过分析不同J_p指数阈值下不同等级磁暴的次数,发现J_p指数可以很好地反映磁暴下的电离层整体扰动,为指示电离层天气状态提供了可能的参数.      

究竟谁是极端天气灾难频发的推手

世界气象组织日前发表一份公报指出，我们正面临史无前例的极端天气灾害的威胁。据不完全统计，目前已有17个国家发生史无前例的极端天气事件，造成了特别重大的人员和财产损失。     

1998年5月空间天气大事件的地磁场响应

地磁场与1998年5月空间大事件相对应的是5月1日至16日发生的大磁暴（k=8)。磁暴主相开始的几个小时伴随有丰富的Pc型地磁脉动，包括P c2,Pc3,Pc4等。在增暴的恢复相，甚至还有Pc5巨型脉动，在行星标磁场Bz由北向转向南向时，磁暴主相开始；南向分量达到最大值后大约2小时，地磁H分量达到最小值，恢复相开始，并且，这次磁暴与太阳风电场也存在一定的对应关系。     

对我国发展空间天气系列卫星的建议

随着科学技术的发展,研究空间天气也显得日益重要,因而发展空间天气系列卫星已成为我国国防现代化和科技进步的重要任务。1　空间天气卫星的功能特点及类型研究空间天气的主要目的是能对灾害性空间天气事件进行预测与预报。为了达到这个目的,要求空间天气卫星提供实时的、大的空间范围和动态范围的空间天气参数,并能对某些重要参数具有成像能力。实时性是进行空间天气预报的基础。由于空间天气涉及的空间范围广阔,物理参数多,因此,空间天气卫星上的探测器要满足一定的时间分辨率,具有相当多的种类,并要求整个卫星系统具有较高的信息传输、处…