空间气候(学)又称太空气候(学),是人类从20世纪90年代跨入21世纪,对成长空间手艺的依赖性日积月累的汗青布景下,敏捷成长起来的一个相对新的科学范畴。它研究地表对流层之上曲至太阳大气整个日地空间中最富幻化、对空间手艺系统最具风险性的气候变化,带电粒子、等离子体和中性大气中的突发性的、短时间标准的、动态易变的暴时变化现象的根基过程和变化纪律,成立以此为根本的各类空间气候模式,预测空间气候变化及其效应,保障人类诸多勾当如航天、通信、、定位、资本调查、灾祸监测、抢险救灾、输电、油气输运、金融、商业等的平安、高效运转,以及宇航员和极区高空飞翔机组和乘客的健康取生命平安等。正如美国宇航局2006年至2016年的计谋打算中出格指出的,“空间气候对人类的风险越来越较着,因而认识并降低空间气候对人类的风险效应迫正在眉睫”。空间气候(Space Weather)一词始见于20世纪70年代初美国一位空间物理学家M。Dryer博士的《太阳勾当不雅测和预告》的序言。1995年,美国制定国度空间气候计谋打算之后起头风行该词,我国空间物理学家也大体同时提出这个概念,并遭到国度天然科学基金委地球科学部和相关部委的关心。按美国科学家给出的定义,指的是“太阳上太阳风、磁层、电离层和热层中可影响天基和地基手艺系统的一般运转和靠得住性,危及人类健康和生命的前提或形态”。它是空间物理学颠末数十年成长,起头成为一门为社会成长做出切实贡献的“硬”科学(Hard Science),也是进入科学取使用慎密连系的成长新阶段的一种表征。综不雅目前的认识,我们提出:空间气候学是一门以日地空间物理为学科根本,聚焦研究、预告日地空间甚至太阳系中突发性的、急剧的、高度动态易变的、短时间标准的前提变化及其对天基、地基手艺系统和人类健康取生命的风险效应,摸索空间气候变化奥妙,保障人类空间勾当平安的科学。空间气候学的降生取成长的次要驱动力是社会成长空间手艺的使用需求以及领会空间气候变化奥妙的科学摸索,科学取使用的连系是空间气候学的魂灵和价值表现。我国对空间气候科学的关心也无数十年的汗青,出格是处置太阳勾当、电波和地磁勾当研究的单元,只是那时不消空间气候一词。现在,陪伴我国航天、通信事业的成长,他们不竭做出本人的贡献。若是从1997年5月正在国度天然科学基金委地球科学部赞帮取组织下,正在召开的第一次全国空间气候学研讨会算起,我国空间气候研究正在国度科技部、发改委和基金委的关心和鼎力鞭策下,通过中国科学院、消息财产部、教育部、中国地动局、中国景象形象局等的间接参取,以及我国科技界和国际空间科学家们的热情支撑,履历了一个不普通的十年(1997年~2007年)起步跨更加展的十年。回首这十年的过程,不只会给我们一些主要的、经验和教训,也将激励我们扬起帆船,去实现将来十年保障能力的跨更加展。下面就空间气候的成长过程、过去十年的前进和将来十年的成长做一些回首取瞻望。跟着1957年人制卫星,人类进入空间时代。一些旨正在领会日地空间学问而进行科学摸索的卫星打算,好比国际日地物理打算(ISTP)出台了,做为平易近用空间气候办事机构的美国空间尝试室也于1965年正式成立。大体上,从1965年到1994年,可看做国际空间气候起步的30年,阿谁期间多称空间。这30年中,一多量卫星进入从太阳到地球这一广漠空间,如IMP(际监测)、GOES(地球同步)、Helios(太阳神)、Yohkoh(阳光)、Equator(赤道)、UARS(高层大气研究)、FAST(快极光快照)、Geotail(地球磁尾)、WIND(太阳风)、Interball(地球空间耦合)、Polar(极区)以及Voyager1&2(旅行者1、2)等卫星,对日地系统的根基现象、过程和布局进行了摸索和研究。这是一个以认识天然现象、获取空间学问为从线的成长阶段。正在此期间,1989年3月一次特大的空间灾祸性气候事务发生,使天基、地基手艺系统和宇航员平安蒙受庞大丧失和严沉。如以致太阳峰年科学卫星提前陨落,大约6000个方针丢失,低纬无线电通信几乎完全中缀,汽船、飞机的系统失灵,输电系统烧坏,600万居平易近停电9个小时之久,星上指令系统受干扰以至失效或永世损坏,航天员和高空飞机乘客蒙受辐射等。此次事务了国际社会,惹起了相关和社会的高度关心。人们若何进一步成长日地空间探测和研究,并将所获学问用于削减和避免空间灾祸性气候带来的庞大丧失?这一严沉课题提到了相关国度和空间科技界的面前。这给空间气候科学的问世和敏捷成长带来了新的汗青机缘。空间气候关系社会成长,是20世纪90年代人们才认识到的新现实。早正在1849年,英国人Barlow就留意到极光呈现时电报受干扰的现象。第二次世界大和期间,相关为成长无线电通信起头赞帮雷同的空间气候预告核心,但做为一种科学的认识提到议事日程上,仍是1989年3月特大空间灾祸性气候事务之后的事。如前所述,那次事务形成了十分普遍的影响,第一次使人类认识到空间灾祸性气候会给人类的航天、通信、、电网、宇航员健康取空间平安等高科技范畴的勾当带来庞大丧失和严沉。其后的不雅测取研究表白,上述这类严沉的空间灾祸性事务几乎每年都有发生。因而,空间气候做为关系社会成长、科技前进和空间平安的一个新兴范畴,正在一些欧美发财国度做为一种国度行为而获得高度关心。美国是最关心空间气候的国度之一,正如一些美国所认为的:“空间系统是我们的平安、社会和经济的主要构成部门”,“要太空勾当能力,我们必需采纳的一个步调是更多地领会那里的环境”,等等。为此,美国把对空间情况的认知做为其成长军事空间力量的两大基石之一。除此之外,欧空局也十分关怀空间气候效益。欧空局正在欧洲空间气候打算的效益阐发演讲中指出,空间气候打算关系欧洲实体、、戎行、跨国公司、中小企业和小我用户等的多方面好处。它们包罗:计谋好处提高欧洲工业、军事、手艺和科学的性。如降低正在空间气候的预告、警报、效应取毁伤阐发方面临非欧洲资本的依赖性,改善欧洲防务力量的效率和性,更好地利用雷达系统来改善空军和海军的平安性和军事效能;增加欧洲工业正在消息系统、空间平台、探测器、发射办事和地基设备等高手艺范畴的成长机缘。经济好处将提高用户贸易合作力。如降低卫星运转成本,添加卫星靠得住性和耽误寿命,提高发射的靠得住性,削减航天员的辐射,以降低患癌症的风险,降低飞机平安的风险和机组人员的辐射;降低地面电网中缀的风险,以及提高飞船安全公司的合作力等。科技好处推进新产物和新工业的成长。如成长新探测器、新平台手艺,如细小卫星以及新数据处置手艺;成长开辟空间气候变化以及缓解空间气候现象的新鲜手艺;鞭策普遍范畴内的纯根本的和使用的研究。教育好处提高人们对科学、空间以及空间气候将若何影响他们糊口的理解。加大正在大学课程中的份量,添加学生们对根本科学和空间问题的认知等。由此我们看到,空间气候(学)关系社会成长、科技前进和空间平安已成为人们共识,它是为人类进入空间时代、成长空间手艺“保驾护航”的科学。这是它成为当当代界科技热点之一而兴旺成长的底子缘由。(魏奉思,中国科学院院士、空间科学取使用研究核心研究员;于晟,国度天然科学基金委地球科学部)?。
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