空間天氣

前言

　　《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快氣象事業(yè)發(fā)展的若干意見》‘國(guó)發(fā)[2006]3號(hào)，以下簡(jiǎn)稱“國(guó)務(wù)院3號(hào)文件”）明確要求，新時(shí)期氣象事業(yè)發(fā)展要以鄧小平理論和“三個(gè)代表”重要思想為指導(dǎo)，全面貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，堅(jiān)持公共氣象的發(fā)展方向，按照一流裝備、一流技術(shù)、一流人才、一流臺(tái)站的要求，進(jìn)一步強(qiáng)化觀測(cè)基礎(chǔ)，提高預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)水平，加快科技創(chuàng)新，建設(shè)具有世界先進(jìn)水平的氣象現(xiàn)代化體系，提升氣象事業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、國(guó)家安全和可持續(xù)發(fā)展的保障與支撐能力，為構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)，全面建設(shè)小康社會(huì)提供一流的氣象服務(wù)。到2020年，建成結(jié)構(gòu)完善、功能先進(jìn)的氣象現(xiàn)代化體系，使氣象整體實(shí)力接近同期世界先進(jìn)水平，若干領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平?！　“l(fā)展現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)，是氣象現(xiàn)代化體系建設(shè)的中心任務(wù)。為此，中國(guó)氣象局黨組認(rèn)真總結(jié)中國(guó)特色氣象事業(yè)發(fā)展改革的經(jīng)驗(yàn)，深入分析我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)氣象事業(yè)發(fā)展的需求，堅(jiān)持“公共氣象、安全氣象、資源氣象”發(fā)展理念，扎實(shí)推進(jìn)業(yè)務(wù)技術(shù)體制改革，加快推進(jìn)現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)體系建設(shè)，努力實(shí)現(xiàn)國(guó)務(wù)院3號(hào)文件提出的實(shí)現(xiàn)氣象現(xiàn)代化的戰(zhàn)略目標(biāo)，并下發(fā)了《中國(guó)氣象局關(guān)于發(fā)展現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)的意見》（氣發(fā)[2007]477號(hào)）。

內(nèi)容概要

　　《空間天氣》描述了我國(guó)空間天氣業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)理念與框架，介紹了空間天氣科學(xué)的基本知識(shí)，指出了我國(guó)空間天氣業(yè)務(wù)在未來一段時(shí)間的努力方向，可為國(guó)家級(jí)業(yè)務(wù)的細(xì)化與改進(jìn)提供指導(dǎo)，為省級(jí)業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。全書共分六章，第1章對(duì)空間天氣業(yè)務(wù)進(jìn)行了綜述；第2章對(duì)空間天氣業(yè)務(wù)中涉及的主要科學(xué)概念進(jìn)行了介紹；第3章講述了空間天氣現(xiàn)象對(duì)相關(guān)技術(shù)系統(tǒng)的影響以及空間天氣服務(wù)的技術(shù)方向；第4章敘述了天地一體化監(jiān)測(cè)的規(guī)劃和已有能力；第5章介紹了空間天氣預(yù)報(bào)的主要內(nèi)容、方法以及預(yù)報(bào)結(jié)果檢驗(yàn)；第6章簡(jiǎn)要介紹了空間天氣災(zāi)害及其初步防御和減緩建議?！　　犊臻g天氣》可作為空間天氣業(yè)務(wù)人員培訓(xùn)教材，也可為高等院校和科研院所相關(guān)專業(yè)的學(xué)生及科技人員提供參考。

書籍目錄

第1章 緒論／11.1 空間天氣業(yè)務(wù)的范疇／11.2 空間天氣業(yè)務(wù)的需求分析／21.2.1 經(jīng)濟(jì)社會(huì)的需求／21.2.2 國(guó)家安全的需求／21.2.3 空間天氣學(xué)及相關(guān)學(xué)科發(fā)展的需求／31.3 空間天氣業(yè)務(wù)發(fā)展的緊迫性／31.3.1 空間天氣災(zāi)害對(duì)人類的影響日益嚴(yán)重／31.3.2 國(guó)家對(duì)空間天氣業(yè)務(wù)的需求日益迫切／41.3.3 業(yè)務(wù)能力和水平亟待提高／41.4 國(guó)內(nèi)外空間天氣業(yè)務(wù)發(fā)展?fàn)顩r／41.4.1 國(guó)外空間天氣業(yè)務(wù)發(fā)展?fàn)顩r／41.4.2 國(guó)內(nèi)相關(guān)單位的發(fā)展?fàn)顟B(tài)／61.4.3 國(guó)家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心的發(fā)展?fàn)顩r／71.4.4 業(yè)務(wù)和科學(xué)計(jì)劃的銜接／71.4.5 空間天氣業(yè)務(wù)發(fā)展存在的問題／71_5空間天氣業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)／81.5.1 空間天氣監(jiān)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)／81.5.2 空間天氣預(yù)報(bào)發(fā)展趨勢(shì)／81.5.3 空間天氣服務(wù)發(fā)展趨勢(shì)／81.5.4 空間天氣業(yè)務(wù)研究發(fā)展趨勢(shì)／81.6 空間天氣業(yè)務(wù)建設(shè)的原則和目標(biāo)／91.6.1 基本原則／91.6.2 發(fā)展目標(biāo)／91.7 我國(guó)空間天氣業(yè)務(wù)布局及流程／101.7.1 空間天氣業(yè)務(wù)布局／101.7.2 空間天氣業(yè)務(wù)構(gòu)架／121.7.3 國(guó)家級(jí)業(yè)務(wù)流程／12第2章 空間天氣因果鏈／142.1 太陽(yáng)／142.1.1 太陽(yáng)的基本結(jié)構(gòu)／152.1.2 太陽(yáng)活動(dòng)與爆發(fā)／162.1.3 太陽(yáng)活動(dòng)周／212.2 太陽(yáng)風(fēng)／222.2.1 太陽(yáng)風(fēng)的起源／222.2.2 太陽(yáng)風(fēng)的結(jié)構(gòu)和成分／232.2.3 宇宙線／302.3 地磁場(chǎng)／322.3.1 地磁場(chǎng)的基本形態(tài)與演化／322.3.2 地磁場(chǎng)擾動(dòng)／362.4 磁層／392.4.1 磁層的基本形態(tài)／392.4.2 磁暴／412.4.3 亞暴／412.4.4 輻射帶的形成和基本特征／422.5 電離層／432.5.1 電離層的形成／442.5.2 電離層的基本形態(tài)／452.5.3 電離層的變化性／462.5.4 電離層擾動(dòng)／482.5.5 磁層一電離層耦合和極光／532.5.6 電離層與熱層的耦合／552.6 中高層大氣／562.6.1 中層大氣／562.6.2 熱層／562.6.3 中高層結(jié)構(gòu)參數(shù)／572.6.4 熱層大氣的暴時(shí)響應(yīng)／592.6.5 中層大氣閃電／61第3章 空間天氣效應(yīng)與服務(wù)／633.1 概述／633.2 航天器空間天氣效應(yīng)／653.2.1 衛(wèi)星空間天氣效應(yīng)概述，／663.2.2 空間輻射效應(yīng)／673.2.3 高層大氣效應(yīng)／673.2.4 表面材料的化學(xué)損傷效應(yīng)，／683.2.5 地球磁場(chǎng)對(duì)姿態(tài)的影響／683.3 輻射效應(yīng)機(jī)理／693.3.1 單粒子事件／693.3.2 總劑量效應(yīng)／703.3.3 太陽(yáng)電池輻射損傷／703.4 充放電效應(yīng)／713.4.1 深層充放電效應(yīng)／713.4.2 表面充電效應(yīng)／713.4.3 空間等離子體致高電壓太陽(yáng)陣（HVSA）的電流泄漏效應(yīng)／723.5 地磁場(chǎng)效應(yīng)／723.6 空間碎片／733.6.1 空間碎片的來源及其影響／733.6.2 避免空間碎片危害的措施／733.6.3 碎片對(duì)地面系統(tǒng)的威脅／743.7 原子氧剝蝕效應(yīng)／753.7.1 原子氧的形成和分布／753.7.2 原子氧的剝蝕作用／763.7.3 撞擊掏蝕效應(yīng)／773.8 航天員生物學(xué)效應(yīng)／773.9 航空機(jī)組人員輻射效應(yīng)／793.10 地面系統(tǒng)效應(yīng)（管線GIC效應(yīng)）／803.11 電離層效應(yīng)，／82第4章 空間天氣監(jiān)測(cè)／834.1 空間天氣監(jiān)測(cè)的主要對(duì)象／834.1.1 太陽(yáng)／834.1.2 行星際和磁層／854.1.3 電離層與中高層大氣／864.2 天基監(jiān)測(cè)／874.2.1 成像探測(cè)／874.2.2 粒子探測(cè)／／974.2.3 主要業(yè)務(wù)探測(cè)衛(wèi)星／q014.3 地基監(jiān)測(cè)／1024.3.1 太陽(yáng)監(jiān)測(cè)／1024.3.2 地磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)／1054.3.3 宇宙線監(jiān)測(cè)／：1064.3.4 中高層大氣監(jiān)測(cè)／：[064.3.5 電離層監(jiān)測(cè)／1124.3.6 組網(wǎng)監(jiān)測(cè)／／1184.4 天地一體化監(jiān)壩／1204.4.1 地基觀測(cè)／1204.4.2 天基觀測(cè)／120第5章 空間天氣預(yù)報(bào)／1225.1 預(yù)報(bào)要素與時(shí)效／1225.1.1 太陽(yáng)活動(dòng)預(yù)報(bào)／1225.1.2 行星際天氣預(yù)報(bào)／t225.1.3 磁層天氣預(yù)報(bào)／1235.1.4 電離層天氣預(yù)報(bào)／1235.1.5 中高層大氣天氣預(yù)報(bào)／1235.2 預(yù)報(bào)方法和預(yù)報(bào)檢驗(yàn)／1235.2.1 統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)／1235.2.2 數(shù)值預(yù)報(bào)／1245.2.3 預(yù)報(bào)檢驗(yàn)／1245.3 預(yù)報(bào)內(nèi)容／1275.3.1 太陽(yáng)活動(dòng)預(yù)報(bào)／1275.3.2 行星際天氣預(yù)報(bào)／1295.3.3 磁層天氣預(yù)報(bào)／1355.3.4 電離層天氣預(yù)報(bào)／1385.3.5 中高層大氣預(yù)報(bào)／1405.4 美國(guó)的空間天氣業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)／1425.4.1 空間天氣機(jī)構(gòu)和預(yù)報(bào)能力／1425.4.2 目前美國(guó)主要的業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)模式／142第6章 空間天氣災(zāi)害／1466.1 災(zāi)害性空間天氣／1466.1.1 基本概念／1476.1.2 主要類型／1476.1.3 影響領(lǐng)域／1476.2 空間天氣災(zāi)害／1506.2.1 基本概念／1506.2.2 主要類型／1506.3 空間天氣災(zāi)害事例分析／1506.3.1 航天安全／1506.3.2 航空安全／1526.3.3 通信、導(dǎo)航、定位故障／1526.3.4 長(zhǎng)距離管網(wǎng)系統(tǒng)故障／1536.4 空間天氣災(zāi)害防御／155參考文獻(xiàn)附錄1附錄2國(guó)內(nèi)空間天氣地基監(jiān)測(cè)儀器情況簡(jiǎn)表／162名詞縮略語(yǔ)／164

章節(jié)摘錄

　　空間天氣學(xué)的發(fā)展必須基于不斷獲取的對(duì)日地空間不同時(shí)空尺度的觀測(cè)數(shù)據(jù)，其發(fā)展需要持續(xù)的對(duì)于關(guān)鍵區(qū)域的相互可對(duì)比的觀測(cè)作為支撐。以科學(xué)研究為目標(biāo)的探測(cè)是間斷的，問題導(dǎo)向是難以相互匹配的。而業(yè)務(wù)中的觀測(cè)是連續(xù)的，區(qū)域?qū)蚯蚁嗷ヅ浜系?。因此空間天氣業(yè)務(wù)觀測(cè)是空間天氣學(xué)及相關(guān)學(xué)科研究不可替代的數(shù)據(jù)源?？蒲胁块T不可能投入足夠的人力物力來建設(shè)和維護(hù)空間天氣綜合監(jiān)測(cè)網(wǎng)，要全面提升我國(guó)空間科學(xué)的研究水平，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，取得重大原創(chuàng)性科學(xué)成果，必須依靠空間天氣業(yè)務(wù)部門為其提供持續(xù)可靠的、天地一體化的空間天氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。　　1.2.3.2 科技成果轉(zhuǎn)化的需求　　伴隨著國(guó)家對(duì)空間天氣基礎(chǔ)與應(yīng)用研究力度的不斷增大，我國(guó)科學(xué)家在空間天氣的各種基本物理過程和機(jī)理研究，特別是在災(zāi)害性空間天氣因果鏈的發(fā)生、發(fā)展和傳播研究等方面不斷取得顯著進(jìn)展。但是，這些研究大都側(cè)重于科學(xué)與技術(shù)層面，在向業(yè)務(wù)服務(wù)能力的轉(zhuǎn)化方面，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能直接滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)與國(guó)家安全的需求，因而不能體現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值。因此，目前迫切需要實(shí)現(xiàn)相關(guān)科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。在促進(jìn)科技成果的轉(zhuǎn)化過程中，要考慮處于科技成果形成與轉(zhuǎn)化不同環(huán)節(jié)或單位的“有所為、有所不為”，著眼點(diǎn)放在宏觀上的整體化與一體化，而不是科研院所、高等院校自己搞成果產(chǎn)業(yè)化，這就需要空間天氣業(yè)務(wù)部門來牽頭將空間天氣科研成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，在科研成果的形成部門與用戶需求之間建立起聯(lián)結(jié)供需的橋梁?！　?.2.3.3 學(xué)科交叉發(fā)展的需求　　多學(xué)科交叉是空間天氣業(yè)務(wù)的一大特點(diǎn)?？臻g天氣學(xué)所覆蓋的學(xué)科領(lǐng)域，包括太陽(yáng)物理、空間物理、大氣物理、地球物理、流體力學(xué)、等離子體物理、核物理等多學(xué)科交叉，也包括正在迅速拓展中的航天、信息、材料、生命和國(guó)家安全等領(lǐng)域的交叉性學(xué)科。但從研究的角度形成的交叉又無法發(fā)展形成系統(tǒng)的框架。要形成這種框架必須有一個(gè)從本質(zhì)上就需要這種交叉作支撐的體系來牽引，這種體系就是空間天氣業(yè)務(wù)體系。

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