科学家提出预测太阳风暴影响的“ISF”方法

http://www.sina.com.cn 2003年06月25日09:54 中国网

　　日前，中国科学院空间科学与应用研究中心研究员魏奉思、冯学尚等，以实际观测数据及物理和数学领域相关原理为基础，提出一种综合性的“ＩＳＦ”预测方法，用它对太阳风暴能否“吹”到地球、其到达时间及造成的地磁活动大小等进行的试验研究，取得了良好效果。

　　据介绍，太阳风暴由太阳日冕物质抛射引起，吹过地球常使空间环境中的带电粒子流量、电离层通信条件和地磁场等出现突发性变化，可给卫星运行、通信、导航、输电及人类健康等造成重大危害或损伤。近几年来，空间天气特别是灾害性天气事件的预报，已成为全球科技热点之一。

　　魏奉思说，作为太阳风暴引起地球空间环境急速变化的一种重要指示，地磁扰动成为空间天气预报研究的一项重要内容，也是多少年来日地物理学家面前的一大难题。这种预报手段可通过统计预报、物理预报、数值预报及其综合性方法加以实现。当前应用以统计或经验为主，但综合性方法却是“必然的发展趋势”。

　　他说，我国科研单位如中科院、相关高校、信息产业部、地震局等，都有这一领域研究的基础。他和同事一起也就此进行了探索，并以相关观测、物理和数学领域研究为基础，提出了一种综合性的“ＩＳＦ”方法，用这一方法对太阳风暴能否“吹”到地球、其到达时间及造成的地磁活动大小等进行的试验研究，经检验效果良好。

　　其中，观测基础为1966～1982年期间有关太阳活动、行星际扰动和地磁扰动的观测数据。物理基础为太阳风暴的各向异性传播特征和不同能量的减速过程两个重要的动力学效应，并计入行星际磁场南向分量的影响从而得到定性的太阳风暴传播的三维特性。又由于太阳风暴源头的多样性、行星际传播条件的复杂性及行星际闪烁观测本身的局限性，太阳风暴的证认具有一定的模糊性，他们引入和应用了模糊数学中的“模糊集”概念，作为研究的数学基础。

　　魏奉思介绍，他们首先用模糊集概念来建立太阳风暴事件的从属函数，从而挑选出“可参照性”最高的射电源，然而根据其观测数据的变化，进行太阳风暴的“过境”预报。研究小组用这一“ＩＳＦ”方法，对1980～1998年间观测较完整的24个规模较大、曾引起空间灾害性事件的地磁暴进行了独立预报试验。经查找地磁扰动资料进行对比分析，对太阳风暴到达地球时间和带来磁扰幅度的预报，其相对误差都控制在较好水平。

　　他说，与“激波到达时间（ＳＴＯＡ）”、“行星际激波传播（ＩＳＰＭ）”等近年发表的几种国际流行模型相比，“ＩＳＦ”方法在太阳风暴到达时间预报方面“取得了较好的初步进展”，但要在真正的业务预报中取得进展，“还有很长的路要走”。

　　魏奉思说，提高空间天气预报的能力已成为当前有关重大国际计划的三项主要任务之一，如美国“与星同在”计划，国际科联所属日地物理委员会的“国际日地系统气候和天气计划ＣＡＷＳＥＳ，2004－2008”等。我国的“双星计划”、“子午工程”，也都将为此做出贡献。（刘英楠）

　　《科学时报》 2003年6月25日

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