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江苏满星测评信息技术有限公司拜访陕西省气象局和西安市气象局
2022年7月28日,江苏满星测评信息技术有限公司总经理带队,拜访陕西省气象局和西安市气象局。
行业资讯
日期:2024-06-06 13:38:42
编者按:近期,我国黑龙江、新疆、甘肃、内蒙古等多地出现极光现象,极光爱好者们纷纷用镜头记录下来自宇宙的梦幻光影。极光为何呈现出不同的颜色?美丽的极光是如何产生的?我国哪些地区可以看到极光?追逐极光有哪些小秘诀?本期科普看台带您一探究竟。 撰文/特约专家: 国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)空间天气预报台台长 郭建广 国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)高级工程师 韩大洋 南极中山站极光 图/赵勇 美丽极光因何生? 说起极光活动,我们要先从太阳活动区以及太阳耀斑说起。 太阳活动区是太阳表面磁场能量集中的区域,同时也是表面温度较低、各类活动最为频繁的区域,其外在表现为出现在太阳表面的黑斑,它的另一个名字大家或许更熟悉一些——太阳黑子。 太阳耀斑就是发生在太阳黑子区域强烈的闪光现象,根据目前人类对太阳及其物理过程的认知和探测来看,耀斑是太阳内部磁场能量在短时间内以光能为主要形式的快速释放。一旦发生,会对整个面向太阳的地球区域造成照射,进而影响高层大气结构。 从5月3日起,国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)在国家突发事件预警信息发布系统先后多次发布了太阳大耀斑警示信息。细心的你可能会感到奇怪,地磁暴和极光于5月10日晚间便已发生,如果说5月3日发生的太阳耀斑是引发这些现象的原因,那么耀斑以光速发出后,应该在大约8分30秒之后就可到达地球,但这中间足足间隔了近一星期,为何会存在这么大的时间差呢? 原因很简单,因为制造地磁暴和极光的并不是耀斑,而是伴随耀斑爆发一同出现的日冕物质抛射。但并不是每次耀斑爆发之后都会产生日冕物质抛射。以此次造成地球超大地磁暴的事件为例,太阳活动区13663先是在5月3日至8日连续爆发了多次X级大耀斑,但均没有产生明显的日冕物质抛射活动,直到活动区13664的“出场”。它在5月8日至10日先后5次爆发X级大耀斑,几乎每次耀斑都产生了日冕物质抛射。试想,一次耀斑爆发过程中,数亿吨的日冕物质被加速到接近1000千米/秒的速度,并飞向太阳之外的太空,其威力可想而知。 当这些日冕物质(或能量粒子)与地球发生“碰撞”后,由于其本身主要携带的电子,会被地磁场“引导”着飞向南北极区,并在与大气层接触的过程中发生能量交换和发光现象,而地磁场原本的平静状态也在这个过程中被打破,开始发生短时明显的变化,即地磁暴,这也就是为什么我们常说极光是地磁暴副产物的原因了。 新疆阿勒泰极光 图/戴建峰 极光如何被预报? 看到这里,聪明的小伙伴们,已经若有所思了。从活动区到耀斑爆发,再到发现日冕物质从太阳表面喷发而出,这不就能判断地球会不会发生地磁暴了嘛。因为伴随着地磁暴的出现,极光就可能发生。我们通过监测太阳的爆发活动,就可以对可能出现的极光活动作出预判。 国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心,以下简称“空间天气中心”)在业务级预报中,把这个简单的逻辑做了高度的细化。 首先,借助太空中的卫星和地面上的观测台站共同组成的立体观测网,对太阳活动区进行365天×24小时的连续监测,获取活动区磁场、结构、面积的关键信息,时刻掌握太阳的一举一动,对其未来可能出现的活动作出预判;其次,当这些重点监测对象发生变化,即出现爆发活动时,便可快速获取相关要素信息,比如耀斑中X射线流量的强度,有没有伴随着发生日冕物质抛射。如果有日冕物质抛射,则要对其发生位置、抛射速度和形态、扩散角度等进行计算,从而判断出其是否会形成与地球的碰撞风险。另一方面,借助数值模式和高性能计算机的运算,模拟抛射出的日冕物质在到达地球之后可能产生的影响;最后,则是整合各类预报信息,经过会商,形成一致的预报结果,再针对不同的行业领域,有所侧重地发布相关预报预警信息,以及极光预报。 从2023年开始,空间天气中心初步研发了针对极光活动的3天预报和1小时临近预报,以及极光发生时的同步现报,并通过官方微信、微博、短信等渠道对外发布。 极光预报经过空间天气中心内部测试后,已与地方气象部门、文旅单位、极光摄影师等成功开展合作公测。3天预报提前规划观测行程,1小时临近预报辅助提醒摄影师做好观测准备,现报短信告知大家“开始!拍摄!”,几轮测试下来,帮助“极光猎人”成功蹲守到极光。 极光图 图/千库网 炫彩极光哪里来? 极光常见的颜色以红色、绿色、紫色等为主,有时也会出现黄色、粉色的极光,比如在此次极光现象中,我国出现的极光绝大多数为红色,少部分地区的目击记录中出现了绿色和紫色的极光。 那么极光呈现出的颜色由什么决定呢?这主要是由大气微粒的种类,以及它们在与能量粒子碰撞时所产生的能量变化所决定。 当处在地球上空300—400千米高度的氧原子,与来自太阳的高能带电粒子相遇时,碰撞的过程使得氧原子的核外电子吸收了额外的能量。但由于原子结构的特殊性,决定了核外电子与原子核之间只能容纳固定大小的能量,超出的部分能量会被快速释放,在释放的过程中就会形成发光现象,也就是极光。而氧原子的核外电子所释放出的能量刚好对应红光波长,看起来就是红色的极光。而绿色的极光,则是来自200千米左右高度的氧原子,被次级电子撞击激发时所形成的发光现象。 如果来自太阳的高能带电粒子还有能量继续“下冲”,那么就会与100千米左右高度的氮分子相遇,此时就会产生紫色的极光。 正是由于地球大气中含有不同的气体微粒,再加上这些来自太阳的“问候”时强时弱,其进入地磁场下沉到大气中的形态也在不断发生变化,所以我们看到的极光才会是灵动无比而又绚丽多姿的。 极光的颜色 大部分极光集中在地球上方的90—400千米 极光何处来“现身”? 5月10日、11日晚上,全国各地的“极光猎人”或单枪匹马,或组队成团,驾车奔向没有城市照明光污染、视野开阔的高地。 伴随着太阳风暴带来强劲的高能粒子注入地球大气层,绚丽的极光如约而至,不同于以往的是,这次极光在我国多地都有“动静”。据不完全统计,新疆、内蒙古、黑龙江、辽宁、北京、河北、山东、山西、甘肃、青海等地都有公众拍摄到了清晰的极光影像。 观赏极光小贴士 关注空间天气预报 预测极光最常见的是全球磁场指数(即KP指数),KP指数分为十级,由0到9,数值越大,极光的强度越大,能看到极光的范围也越广。一般来说,KP指数等于3时,极光就处于活跃状态。而KP指数大于5时,就算是极光爆发了。 关注天气情况 当天的云层覆盖情况是影响极光的重要因素,虽然晴天不一定就能观测到极光,但是晴朗的天气,相对来说云层较薄,不会把极光遮挡,所以要选一个万里无云的好天气。 考虑环境因素 观看极光的最好去处是拥有良好的暗夜环境,光污染较弱,且视野开阔的地带。 (作者:李倩 责任编辑:曹锐怡)
日期:2024-05-30 14:19:01
近日,新加坡航空公司一架航班在从英国希思罗机场飞至新加坡樟宜机场的途中,遭遇严重湍流迫降曼谷素万那普机场。事故造成2人死亡,数十人受伤。数据显示,飞行高度在数分钟内急速下降约2133米,人和物体都被抛向机舱顶部。这是该航空公司24年来发生的首起致命事故。 新加坡航空公司的航班遭遇严重湍流,机舱内一片混乱。图片来源:《自然》网站 受损的厨房。图片来源:《自然》网站 这起罕见事件引发了人们的疑问,对飞行造成如此严重干扰的湍流究竟是何方“妖魔”?气候变化是否会导致更多更强的湍流?有哪些技术可以预防严重湍流?英国《自然》杂志网站在近日报道中指出,气候变化可能意味着人们搭乘飞机时会遭遇更多不稳定的气候条件,增加潜在危险因素。 中国同济大学航空与力学学院教授、博士生导师、飞行器工程研究所所长沈海军在接受科技日报记者采访时指出:“激光雷达、飞机上的红外远距温度传感器等设备可以检测严重湍流。但对乘客来说,系好安全带是确保飞行安全的重中之重。” 晴空湍流尤其危险 人类的航空史,某种程度上说,就是和气流较量的历史。湍流是其中一个强大“对手”。 沈海军解释道:“湍流是指受地球自转和季风影响,急流(环绕全球的强大气流)、冷热不均、地势阻挡、飞机尾流等形成的无规则变化气流。湍流一般分为轻度、中度、重度和极重度四类。” 《自然》报道指出,大多数航班都会经历一定程度的湍流。当飞机起飞或降落时,机场周围的强风可能会造成湍流。在高空,当飞机飞过或靠近风暴云时,风暴云中向上和向下的气流也会造成轻度到重度的湍流。 英国雷丁大学大气研究人员保罗·威廉姆斯解释道,山脉上空的上升气流也会产生湍流。当空气在山脉上空吹过时,飞机会被抬起,并可能发生颠簸。此外,湍流也经常发生在急流边缘。 值得注意的是,正如平静的海面下可能藏有汹涌的暗流,万里晴空偶尔也会出现强烈的扰动气流,使飞机产生剧烈颠簸。航空气象学家称这种气流为“晴空湍流”。这种湍流尤其危险,因为现有技术很难探测其踪迹。 湍流会对飞机的飞行性能、结构载荷、飞行安全等造成影响。美国国家气象局表示,在极重度湍流中,飞机会“剧烈颠簸,几乎无法控制”。威廉姆斯则指出,严重的湍流会把人变成一枚炮弹,对任何不系安全带的人来说,有点像在毫无束缚的情况下坐过山车。 气候变化会影响湍流发生频率 在去年发表于《地球物理研究快报》杂志的一项研究中,威廉姆斯及其同事发现,1979年至2020年间,晴空湍流的数量大幅增加。在北大西洋上空,重度或极重度晴空湍流的发生频率增加了55%。世界其他地方湍流的发生频率也有类似增加。研究团队指出,这种增长几乎可以肯定是气候变化的结果。 在发表于《地球物理研究快报》杂志的另一项研究中,威廉姆斯及其同事使用气候模型预测,随着全球气候变暖,晴空湍流这一现象将变得更严重和频繁。他们估计,严重湍流的发生频率会多于轻度或中度湍流。 另外,还有一项研究也指出,随着气候变化,云层和山脉周围的晴空湍流将变得更加频繁。 威廉姆斯说,尽管湍流可能会增加,但大多数航班仍将像现在一样继续飞行。因为湍流的增加并不意味着必须停止飞行,或者飞机会突然从空中坠落。区别在此前飞行中可能会在严重湍流中度过10分钟,未来可能会在其中度过20或30分钟。 严重湍流能不能预测? 沈海军介绍说:“预测严重湍流的技术包括气象数据分析、气象卫星图像、超高频与甚高频雷达、激光雷达、飞机上的红外远距温度传感器等。” 《自然》文章称,气象中心的研究人员会根据从地面传感器和卫星收集的数据来预测湍流,并将结果传递给飞行员。在飞机上,飞行员使用雷达识别风暴云以躲避可能的湍流。 不过,威廉姆斯认为,普通雷达无法探测到万里无云时可能出现的晴空湍流,激光雷达或许能助飞行员一臂之力。激光雷达与普通雷达相似,但使用不同波长的光。据他介绍,一些实验飞行中,激光雷达可以看到20英里处晴空湍流。 威廉姆斯指出,激光雷达“身价”昂贵,而且需要放在大而重的盒子里。“如果能缩小盒子尺寸,并将其成本降下来,它可能很快会被使用。” 沈海军强调称:“技术进步能为乘客安全‘保驾护航’。但从旅客角度来说,乘坐飞机时一定要全程系好安全带。” (原标题:新加坡航空公司航班紧急迫降事件引思索气候变化会让飞行遭遇更多更强湍流吗) (来源:科技日报 作者:刘霞 责任编辑:曹锐怡)
日期:2024-05-23 13:27:24
通过对古代南极冰层的详细分析,研究人员发现,今天大气二氧化碳的增长速度是过去5万年中任何时候的10倍。近日,相关成果发表于美国《国家科学院院刊》。 该研究为地球历史上的气候突变时期研究提供了新认识,并对当今气候变化的潜在影响提出了新见解。 “研究过去可以告诉我们今天有何不同。今天二氧化碳的变化速度确实是前所未有的。”论文主要作者、美国俄勒冈州立大学助理教授Kathleen Wendt说,“我们的研究确定了有史以来二氧化碳自然上升得最快速度,而今天主要由人类驱动的二氧化碳排放速度是过去的10倍。” 过去,由于冰期循环和其他自然原因,二氧化碳水平会有所波动。但今天,由于人类排放,二氧化碳水平正在上升。 数十万年来在南极形成的冰含有古代大气,它们被困于气泡中。科学家通过钻探3.2千米深的冰芯收集了这些冰样,用以分析微量化学物质,并建立过去的气候记录。 先前的研究表明,在大约1万年前结束的最后一个冰河时期,有几个阶段的二氧化碳水平似乎远高于平均水平。但这些测量不够精确,无法揭示快速变化的全部性质。 “我们的兴趣被激发了,想回到那些时期进行更详细的测量,以了解发生了什么。”Wendt说。 Wendt和同事利用西南极洲大冰原分界线的冰芯样本,研究了那些时期到底发生了什么。他们发现了一种模式,表明这些二氧化碳激增发生在北大西洋被称为海因里希事件的寒冷期,该事件与世界各地的气候突变有关。 “这些海因里希事件真的非同寻常。”论文作者之一、俄勒冈州立大学副教授Christo Buizert说,“我们认为它们是由北美冰盖的急剧崩塌引起的。这引发了一系列连锁反应,包括热带季风、南半球西风和海洋中大量二氧化碳的变化。” 在最大的自然上升期,二氧化碳在55年内增加了大约14ppm(百万分之一)。这种激增大约每7000年发生一次。而按照今天的二氧化碳上升速度,这种规模的增长只需5到6年即可完成。 有证据表明,在过去二氧化碳自然上升时期,在深海环流中起重要作用的西风也在加强,导致南大洋的二氧化碳迅速释放。 其他研究表明,由于气候变化,这些西风带将在下个世纪加强。研究人员指出,新的发现表明,如果这种情况发生,它将降低南大洋吸收人类产生的二氧化碳的能力。 “我们依靠南大洋吸收人类排放的部分二氧化碳,但迅速增强的南风削弱了这种能力。”Wendt说。 (原标题:当今二氧化碳增速为过去5万年最快) (来源:中国科学报 作者:文乐乐 责任编辑:曹锐怡)
日期:2024-05-16 08:37:48
5月3日到8日,短短6天时间里,太阳连续出现强爆发活动,爆发形式主要以耀斑为主,其中强度达到X级的大耀斑共发生6次,强度达到M级的中等耀斑24次,这是当前第25太阳活动周也是近20年来,太阳连续发生X级耀斑最频繁的一次。而5月6日发生的X4.5级耀斑为当前第25太阳活动周第三强的大爆发。 结合当前太阳活动的水平,中国气象局国家空间天气监测预警中心在5月5日和5月8日先后两次发布耀斑黄色预警。 与传统气象预警信息相比,公众对耀斑预警相对陌生。根据可能发生的耀斑活动强度等级,国家空间天气监测预警中心将耀斑预警由低到高划分为蓝、黄、橙、红四个等级,其中蓝色对应可能发生M5到X1级耀斑,黄色对应X1到X10级耀斑,橙色则对应X10到X20级耀斑,红色最强——只有当可能出现X20级以上大爆发时才使用。 此次发布的黄色耀斑预警是第二个预警等级,当大家收到这个预警信息时,就意味着在未来一段时间里,太阳可能发生X1到X10级之间的爆发活动,相关人员要做好应对的准备。 那么耀斑会造成哪些影响?日常生活还能正常进行吗? 首先耀斑是发生在太阳色球层的一种自然现象。综合现代科学观测和太阳活动的理论研究,人们认为耀斑是太阳内部磁场能量在短时间快速释放的一种形式,主要通过全波段的强光也就是辐射进行能量传播,所以耀斑能够给地球带来的影响主要是在高层大气范围中,而其中受影响最大的是电离层。 电离层是大气中一个特殊的结构,在距离地面约60~1000千米的范围内,稀薄的大气在被太阳光照射之后进入一种电离的状态,使得它们能对无线电信号尤其是短波波段进行反射。我们现在所使用的短波无线电通信系统就是依靠电离层的这个特性来实现的,所以当耀斑发生之后,被太阳强光照射的半个地球电离层的大气粒子密度、分布、结构都会发生剧烈的变化,从而出现电离层扰动和短波吸收现象,短波无线电通话质量下降,甚至无法使用。比如民航飞机、远洋船只、地质勘探测绘、星地信号传输等,甚至是大家日常使用的手机或车载导航设备,都可能出现无法通信或出现导航定位误差增大的情况。 既然耀斑这么厉害,那我们的皮肤暴露在阳光之下,会不会受到过量的辐射呢? 根据现有的研究,地球拥有稳定的磁场和稠密的大气层,尤其是大气,越靠近地面密度越大,对于危害最大的高能射线具有极强的阻拦作用。换句话说,这些射线根本就到不了地面,所以耀斑的发生对人类健康没有直接影响。 还有不少公众关心这个问题:既然都发布耀斑黄色预警了,那要不要停课或是停止上班呢? 答案是不需要。因为大家知道,耀斑直接影响的是仪器设备,而不是地球生物,其实通过地质层面对太阳辐射在植物化石中留下的痕迹发现,历史上曾经多次发生远高于X20级的大爆发,但地球上的生物依然在草原上、森林间、池塘中快乐地玩耍。所以耀斑对大家生活影响是大是小,其实取决于你是否经常使用前面我们提到的设备或技术装备。至于近期网友频繁出现的失眠、经常犯困等情况,其实和耀斑没有直接关系。 广大女性朋友可能很关注耀斑发生时候要不要加倍做好防晒。其实大可不必,耀斑的辐射虽强,但是有地球稠密大气层的保护,危险的辐射都被阻挡在地球之外了,出门时只要正常防晒就可以。 此外,对广大司机朋友以及“驴友”很重要的导航精度,耀斑造成的误差一般为米级。比如你在公路上由西向东行驶,发现导航定位偏移,路线一下子“跳”到马路对面去了;或是经常爬山徒步打卡的朋友,遇到路线不准或是偏移的情况,这也有可能是耀斑造成的。 (作者:韩大洋 责任编辑:曹锐怡) ​
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