空間天氣

前言

　　《國務(wù)院關(guān)于加快氣象事業(yè)發(fā)展的若干意見》‘國發(fā)[2006]3號，以下簡稱“國務(wù)院3號文件”）明確要求，新時期氣象事業(yè)發(fā)展要以鄧小平理論和“三個代表”重要思想為指導(dǎo)，全面貫徹落實科學發(fā)展觀，堅持公共氣象的發(fā)展方向，按照一流裝備、一流技術(shù)、一流人才、一流臺站的要求，進一步強化觀測基礎(chǔ)，提高預(yù)報預(yù)測水平，加快科技創(chuàng)新，建設(shè)具有世界先進水平的氣象現(xiàn)代化體系，提升氣象事業(yè)對經(jīng)濟社會發(fā)展、國家安全和可持續(xù)發(fā)展的保障與支撐能力，為構(gòu)建社會主義和諧社會，全面建設(shè)小康社會提供一流的氣象服務(wù)。到2020年，建成結(jié)構(gòu)完善、功能先進的氣象現(xiàn)代化體系，使氣象整體實力接近同期世界先進水平，若干領(lǐng)域達到世界領(lǐng)先水平。　　發(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，中國氣象局黨組認真總結(jié)中國特色氣象事業(yè)發(fā)展改革的經(jīng)驗，深入分析我國經(jīng)濟社會發(fā)展對氣象事業(yè)發(fā)展的需求，堅持“公共氣象、安全氣象、資源氣象”發(fā)展理念，扎實推進業(yè)務(wù)技術(shù)體制改革，加快推進現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)體系建設(shè)，努力實現(xiàn)國務(wù)院3號文件提出的實現(xiàn)氣象現(xiàn)代化的戰(zhàn)略目標，并下發(fā)了《中國氣象局關(guān)于發(fā)展現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)的意見》（氣發(fā)[2007]477號）。

內(nèi)容概要

　　《空間天氣》描述了我國空間天氣業(yè)務(wù)的設(shè)計理念與框架，介紹了空間天氣科學的基本知識，指出了我國空間天氣業(yè)務(wù)在未來一段時間的努力方向，可為國家級業(yè)務(wù)的細化與改進提供指導(dǎo)，為省級業(yè)務(wù)的設(shè)計提供基礎(chǔ)。全書共分六章，第1章對空間天氣業(yè)務(wù)進行了綜述；第2章對空間天氣業(yè)務(wù)中涉及的主要科學概念進行了介紹；第3章講述了空間天氣現(xiàn)象對相關(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)測的規(guī)劃和已有能力；第5章介紹了空間天氣預(yù)報的主要內(nèi)容、方法以及預(yù)報結(jié)果檢驗；第6章簡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)人員培訓教材，也可為高等院校和科研院所相關(guān)專業(yè)的學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)濟社會的需求／21.2.2 國家安全的需求／21.2.3 空間天氣學及相關(guān)學科發(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)害對人類的影響日益嚴重／31.3.2 國家對空間天氣業(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 國內(nèi)外空間天氣業(yè)務(wù)發(fā)展狀況／41.4.1 國外空間天氣業(yè)務(wù)發(fā)展狀況／41.4.2 國內(nèi)相關(guān)單位的發(fā)展狀態(tài)／61.4.3 國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心的發(fā)展狀況／71.4.4 業(yè)務(wù)和科學計劃的銜接／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／81.5.1 空間天氣監(jiān)測發(fā)展趨勢／81.5.2 空間天氣預(yù)報發(fā)展趨勢／81.5.3 空間天氣服務(wù)發(fā)展趨勢／81.5.4 空間天氣業(yè)務(wù)研究發(fā)展趨勢／81.6 空間天氣業(yè)務(wù)建設(shè)的原則和目標／91.6.1 基本原則／91.6.2 發(fā)展目標／91.7 我國空間天氣業(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 國家級業(yè)務(wù)流程／12第2章 空間天氣因果鏈／142.1 太陽／142.1.1 太陽的基本結(jié)構(gòu)／152.1.2 太陽活動與爆發(fā)／162.1.3 太陽活動周／212.2 太陽風／222.2.1 太陽風的起源／222.2.2 太陽風的結(jié)構(gòu)和成分／232.2.3 宇宙線／302.3 地磁場／322.3.1 地磁場的基本形態(tài)與演化／322.3.2 地磁場擾動／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／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 表面材料的化學損傷效應(yīng)，／683.2.5 地球磁場對姿態(tài)的影響／683.3 輻射效應(yīng)機理／693.3.1 單粒子事件／693.3.2 總劑量效應(yīng)／703.3.3 太陽電池輻射損傷／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陣（HVSA）的電流泄漏效應(yīng)／723.5 地磁場效應(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 航天員生物學效應(yīng)／773.9 航空機組人員輻射效應(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／834.1 空間天氣監(jiān)測的主要對象／834.1.1 太陽／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／874.2.1 成像探測／874.2.2 粒子探測／／974.2.3 主要業(yè)務(wù)探測衛(wèi)星／q014.3 地基監(jiān)測／1024.3.1 太陽監(jiān)測／1024.3.2 地磁場監(jiān)測／1054.3.3 宇宙線監(jiān)測／：1064.3.4 中高層大氣監(jiān)測／：[064.3.5 電離層監(jiān)測／1124.3.6 組網(wǎng)監(jiān)測／／1184.4 天地一體化監(jiān)壩／1204.4.1 地基觀測／1204.4.2 天基觀測／120第5章 空間天氣預(yù)報／1225.1 預(yù)報要素與時效／1225.1.1 太陽活動預(yù)報／1225.1.2 行星際天氣預(yù)報／t225.1.3 磁層天氣預(yù)報／1235.1.4 電離層天氣預(yù)報／1235.1.5 中高層大氣天氣預(yù)報／1235.2 預(yù)報方法和預(yù)報檢驗／1235.2.1 統(tǒng)計預(yù)報／1235.2.2 數(shù)值預(yù)報／1245.2.3 預(yù)報檢驗／1245.3 預(yù)報內(nèi)容／1275.3.1 太陽活動預(yù)報／1275.3.2 行星際天氣預(yù)報／1295.3.3 磁層天氣預(yù)報／1355.3.4 電離層天氣預(yù)報／1385.3.5 中高層大氣預(yù)報／1405.4 美國的空間天氣業(yè)務(wù)預(yù)報／1425.4.1 空間天氣機構(gòu)和預(yù)報能力／1425.4.2 目前美國主要的業(yè)務(wù)預(yù)報模式／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／155參考文獻附錄1附錄2國內(nèi)空間天氣地基監(jiān)測儀器情況簡表／162名詞縮略語／164

章節(jié)摘錄

　　空間天氣學的發(fā)展必須基于不斷獲取的對日地空間不同時空尺度的觀測數(shù)據(jù)，其發(fā)展需要持續(xù)的對于關(guān)鍵區(qū)域的相互可對比的觀測作為支撐。以科學研究為目標的探測是間斷的，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)觀測是空間天氣學及相關(guān)學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)和維護空間天氣綜合監(jiān)測網(wǎng)，要全面提升我國空間科學的研究水平，實現(xiàn)跨越式發(fā)展，取得重大原創(chuàng)性科學成果，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)測數(shù)據(jù)。　　1.2.3.2 科技成果轉(zhuǎn)化的需求　　伴隨著國家對空間天氣基礎(chǔ)與應(yīng)用研究力度的不斷增大，我國科學家在空間天氣的各種基本物理過程和機理研究，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展。但是，這些研究大都側(cè)重于科學與技術(shù)層面，在向業(yè)務(wù)服務(wù)能力的轉(zhuǎn)化方面，還遠遠不能直接滿足經(jīng)濟社會與國家安全的需求，因而不能體現(xiàn)其應(yīng)用價值。因此，目前迫切需要實現(xiàn)相關(guān)科技成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。在促進科技成果的轉(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 學科交叉發(fā)展的需求　　多學科交叉是空間天氣業(yè)務(wù)的一大特點。空間天氣學所覆蓋的學科領(lǐng)域，包括太陽物理、空間物理、大氣物理、地球物理、流體力學、等離子體物理、核物理等多學科交叉，也包括正在迅速拓展中的航天、信息、材料、生命和國家安全等領(lǐng)域的交叉性學科。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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