太空天气预报：研究人员追踪从太阳到近地环境的太阳风

研究人员首次追踪了太阳风从太阳起源到其对近地空间环境的影响的演变过程，并展示了如何提前 2 至 2.5 天预测空间天气事件。这项研究新颖地从太空的不同有利位置将太阳风的传播与其对近地环境的影响联系起来。这表明，放置在太空正确位置的卫星可用于监测太阳风向地球的传播，从而大大改善空间天气预报。此外，欧洲航天局 (ESA) 计划中的“守夜任务”也旨在密切关注太阳风，以便从距离太阳最近 5 亿公里的第五拉格朗日点 (L150) 提前发出即将到来的太阳风暴警报。它目前处于开发阶段，将在 2031 年发射后为空间气象服务提供近乎实时的数据流。

预测某个地方的天气（即风速、降雨、温度、日照等情况）对于我们日常生活（包括农业、交通、休闲和娱乐等）来说非常重要。准确的天气预报有助于经济发展，使我们的生活变得轻松舒适，但更重要的是，它使我们有时间调动资源采取必要的预防措施，防止洪水、飓风、热浪、暴雨等恶劣天气事件对生命财产造成损害。

地球上的天气影响着我们，“太空天气”也一样。因为我们的家园地球是一颗普通恒星太阳的一部分（而太阳又是宇宙中一个极其微小的星系银河系的一小部分），所以我们在地球上的生活和文明受到太空条件的影响，特别是太阳系附近天气的影响。太空天气的任何急剧变化都会对地球和太空的生物生命形式以及基于电气和电子的技术基础设施构成威胁。电子和计算机系统、电网、石油和天然气管道、电信、无线电通信（包括移动电话网络）、GPS、太空任务和计划、卫星通信、互联网等——所有这些都可能因严重的太空天气干扰而中断和停滞。宇航员和太空设施（如航天器）尤其处于危险之中。过去曾发生过几次这样的事例，例如，1989 年 XNUMX 月，由于大规模太阳耀斑而导致的加拿大“魁北克停电”严重损坏了电网。一些卫星也遭受了损坏。因此，必须有一个太空天气预报系统，就像我们有地球天气预报系统一样。

首先，地球天气现象的主要影响因素是地球大气中的气体分子组成的“风”。太空天气则是由高能电离粒子流（如电子、α粒子等，即等离子体）组成的“太阳风”，这些粒子流从太阳大气过热的日冕层向日光层的各个方向（包括地球方向）散发而出。

因此，预测太空天气需要根据目前对太阳风的形成、强度和在太空中的运动的了解来预测太阳风的情况。我们知道，太阳日冕层物质的突然抛射（即日冕物质抛射或 CME）与强烈的太阳风或太阳风暴有关。因此，观测 CME 或光球磁场可以了解太阳风暴的阻碍，但预测太空天气的常规系统需要将模型与太阳风观测相结合，以找到对现实的估计（即数据同化）。这反过来又需要定期跟踪太阳风从太阳起源到其对近地空间环境的影响的演变。

据 09 年 2024 月 2015 日报道，印度空间研究组织 (ISRO) VSSC 的研究人员首次追踪了太阳风从太阳起源到对近地空间环境影响的演变过程。他们利用 2 年印度空间研究组织火星轨道器任务 (MOM) 的 TTC（遥测、跟踪和指挥）无线电信号和 InSWIM（印度空间天气影响监测网络）网络的数据，绘制了高速太阳风流 (HSS) 的起源、加速和传播，并观察了它们对低纬度地球电离层的影响。展示了如何提前 2.5 到 XNUMX 天预测空间天气事件。这项研究新颖地将太阳风的传播及其对近地环境的影响从太空的不同有利位置联系起来。这表明，放置在太空正确位置的卫星可用于监测太阳风向地球的传播，从而大大改善空间天气的预报。