美国空间天气十年战略计划.ppt

* 空间天气十年 魏奉思 《中国空间天气保障能力发展战略建议》咨询专家组 中国科学院空间科学与应用研究中心 空间天气学国家重点实验室 2009.09.28 ——回顾与展望 、什么是空间天气 （1）空间环境 二、过去十年——跨越发展的十年：科学与应用结合 （1）美国十年——走向体制、机制的跨越发展 （2）中国十年——第一次起步的跨越发展 三、未来十年——提升认知能力向保障能力发展 （1）美国总统令——目标之一是引领空间天气发展新战略 （2）中国的发展战略——实现第二次跨越发展：进入先进国家之列 空间天气十年 （2）空间天气 一、什么是空间天气？ 日球空间环境 （1）空间环境 日地空间环境 空间天气（Space Weather）一词始于1970年（M. Dryer博士在“太阳活动观测和预报”一书的前言中说：“做出准确的空间天气预报显然是需要有的”），流行于1995年美国制定国家空间天气战略计划之后；我国科学家大体同时也关注空间天气。 空间天气的概念是在与地球天气类比的基础上发展起来的（T.M.Georges, 1967和T. Gold, 1959) ，它研究离开地表20~30Km以上直至太阳大气这整个日地空间环境中有关电磁环境、粒子环境和大气环境的那些突发性的暴时变化现象，尤如地球天气中的暴风雨、雷鸣闪电现象。 太阳风暴示意 2.空间天气 太阳X射线爆发流量记录曲线 太阳质子爆发流量记录，流量可为正常值的千万倍以上 行星际太阳风暴V≈2千公里/秒 太 阳 电磁辐射 高能粒子 日冕物质抛射 地 球 空 间 环 境 电磁环境 粒子环境 大气环境 突发性、急剧变化 空 间 天 气 灾 害 航天 通信 导航 电力 生命 空间安全 地球同步轨道卫星、通讯卫星、GPS、国际空间站、协和式飞机都会受到空间天气的影响 一切轨道高度载人和非载人的空间技术系统，都将受空间天气影响； ★ 卫星故障大约40%与空间天气条件有关，有时一次空间天气事件会使天上59％的科学卫星受影响；宇航员与极区长航空机组人员和乘客的健康与生命常受威胁； 一切波段的通信、导航、定位都将受到空间天气的影响，严重时会全面中断； 空间天气影响电力、油气输运系统，特别是高纬地区，电网常损毁、断电； 空间天气影响高技术战争和军事行动的所有任务领域，是军力倍增器； 空间天气影响经济社会平稳运行、科技进步和空间安全，开始成为一门新兴的 空间天气事业。 空间天气对人类活动的影响 起步 1965-1995：了解日地空间自然现象的科学探索时期 IQSY、IMS、SMY、 STP、 MAP、STEP等 2. 跨越 1995-2006：科学与应用结合的时期 ——以国家利益需求牵引的基础研究 （2）发展历程 美国空间环境实验室成立 美国空间天气十年战略计划 欧空局、俄罗斯、日本、加拿大、澳大利亚等相继制定国家空间天气起步计划 空间天气研究成为国际科技活动热点之一！ 3. 腾飞 2007-2020：开始进入建立空间天气保障体系新时期 国际ILWS计划 美国已制定新的十年计划——向实时、精确、可靠的方向发展 我国“夸父”空间天气卫星探测计划将做出核心贡献 我国应建立地球空间天气保障体系 美国气象服务和支撑研究联邦协调办公室（OFCM）建议了一个积极的、融合的、部门间的SWx架构（architecture）在未来10年内提供实时、精确和可靠的空间环境观测、规范和预报。 (国家安全空间架构/空间天气架构研究/转变战略，1999.3.22) 4. 服务2020-2030：国际化的全球空间天气保障服务体系将建立 ——空间天气进入持续发展，为人类社会的文明进步服务，尤如今天的气象事业。 聚焦日地系统全球过程与集成建模研究； 向局部空间区域精细化探测、建模和预报方向发展。 1.美国十年——走向体制、机制的跨越发展 1995-2006：美国空间天气十年战略计划 ——以国家利益需求牵引的基础研究 结论2.1 头十年。自1995年起，国家空间天气计划（NSWP）有若干显著的成就，其大多数成就若没有这个计划是不会取得的。美国有关安全、商贸和科学进步所信赖的许多重要技术系统会受到空间天气事件的影响，制度化的预报和防护机制业已取得了重要的跨越（strides）。 二、过去十年——跨越发展的十年：科学与应用结合 美国空间天气十年评估委员会的四项建议 （A） 加强统一的计划管理，建立国家资金优先权，增加国家空间天气计划NSWP的有效性 在白宫科技政策办公室和管理与预算办公室（OMB）中为计划建立一个专项 （B）关于空间天气预报和业务的关键数据源的持续性 （C）强化科学与用户链—— 保持和加强任务性和战略性的空间天气研究 加强模型