科學家提出預測太陽風暴影響的“ISF”方法

央視國際 (2003年06月24日 16:43)

　　科學時報消息：日前，中國科學院空間科學與應用研究中心研究員魏奉思、馮學尚等，以實際觀測數據及物理和數學領域相關原理為基礎，提出一種綜合性的“ＩＳＦ”預測方法，用它對太陽風暴能否“吹”到地球、其到達時間及造成的地磁活動大小等進行的試驗研究，取得了良好效果。

　　據介紹，太陽風暴由太陽日冕物質拋射引起，吹過地球常使空間環境中的帶電粒子流量、電離層通信條件和地磁場等出現突發性變化，可給衛星運行、通信、導航、輸電及人類健康等造成重大危害或損傷。近幾年來，空間天氣特別是災害性天氣事件的預報，已成為全球科技熱點之一。

　　魏奉思説，作為太陽風暴引起地球空間環境急速變化的一種重要指示，地磁擾動成為空間天氣預報研究的一項重要內容，也是多少年來日地物理學家面前的一大難題。這種預報手段可通過統計預報、物理預報、數值預報及其綜合性方法加以實現。當前應用以統計或經驗為主，但綜合性方法卻是“必然的發展趨勢”。

　　他説，我國科研單位如中科院、相關高校、信息産業部、地震局等，都有這一領域研究的基礎。他和同事一起也就此進行了探索，並以相關觀測、物理和數學領域研究為基礎，提出了一種綜合性的“ＩＳＦ”方法，用這一方法對太陽風暴能否“吹”到地球、其到達時間及造成的地磁活動大小等進行的試驗研究，經檢驗效果良好。

　　其中，觀測基礎為１９６６～１９８２年期間有關太陽活動、行星際擾動和地磁擾動的觀測數據。物理基礎為太陽風暴的各向異性傳播特徵和不同能量的減速過程兩個重要的動力學效應，並計入行星際磁場南向分量的影響從而得到定性的太陽風暴傳播的三維特性。又由於太陽風暴源頭的多樣性、行星際傳播條件的複雜性及行星際閃爍觀測本身的局限性，太陽風暴的證認具有一定的模糊性，他們引入和應用了模糊數學中的“模糊集”概念，作為研究的數學基礎。

　　魏奉思介紹，他們首先用模糊集概念來建立太陽風暴事件的從屬函數，從而挑選出“可參照性”最高的射電源，然而根據其觀測數據的變化，進行太陽風暴的“過境”預報。研究小組用這一“ＩＳＦ”方法，對１９８０～１９９８年間觀測較完整的２４個規模較大、曾引起空間災害性事件的地磁暴進行了獨立預報試驗。經查找地磁擾動資料進行對比分析，對太陽風暴到達地球時間和帶來磁擾幅度的預報，其相對誤差都控制在較好水平。

　　他説，與“激波到達時間（ＳＴＯＡ）”、“行星際激波傳播（ＩＳＰＭ）”等近年發表的幾種國際流行模型相比，“ＩＳＦ”方法在太陽風暴到達時間預報方面“取得了較好的初步進展”，但要在真正的業務預報中取得進展，“還有很長的路要走”。

　　魏奉思説，提高空間天氣預報的能力已成為當前有關重大國際計劃的三項主要任務之一，如美國“與星同在”計劃，國際科聯所屬日地物理委員會的“國際日地系統氣候和天氣計劃ＣＡＷＳＥＳ，２００４－２００８”等。我國的“雙星計劃”、“子午工程”，也都將為此做出貢獻。 （記者劉英楠）

責編：楊潔