网友提问:生活中,依据天气预报,我们能知道要不要带伞。太空中,面对“暴躁”的太阳,我们该怎样监测预报?
遥远的太空并不平静。太阳无时无刻不在发生剧烈活动,由太阳耀斑、日冕物质抛射等引起的日地空间环境短时间变化,被称为空间天气。
当前,科学家通过天基(发射科学卫星)和地基(建设地面监测站)两种方式监测空间天气事件,并在此基础上做预报。不同的空间天气事件,用到的监测和预报手段也不相同。比如,监测太阳耀斑,靠的是科学卫星搭载的专门载荷、滤光片等,“拍”下太阳大气,获取太阳的磁场、温度等信息,捕捉到太阳耀斑爆发时的高温等离子体辐射,清晰地展现耀斑的形态、结构和演化过程。
随着技术发展,空间天气预报的手段也在进步。过去很长一段时间,预报太阳耀斑和日冕物质抛射,人们是通过对黑子结构等进行分类和鉴别,基于人工经验和分析统计模型,进而预测黑子产生耀斑的可能性。最近,通过建立物理模型以及人工智能技术,科学家已经可以分析黑子的磁场结构和演化,依靠大数据分析开展耀斑以及日冕物质抛射的预报。不过,太阳的“脾气”不好把握,预报仍然存在难点。
近些年,我国空间科学事业发展很快。就空间环境地基监测能力建设而言,2012年,子午工程一期(东半球空间环境地基综合监测子午链)完成建设。前不久,子午工程二期(空间环境地基综合监测网)通过国家验收。目前,一期、二期已实现融合运行,并形成巨大的“监测网”,这将显著提升人类对日地空间环境的认知和空间天气预报预警能力。
(作者为中国科学院院士、中国科学院国家空间科学中心主任,人民日报记者喻思南采访整理)