惡劣空間天氣事件-解讀其對社會與經(jīng)濟的影響

內(nèi)容概要

　　《惡劣空間天氣事件：解讀其對社會與經(jīng)濟的影響》太陽活動等自然現(xiàn)象導致日地空間狀態(tài)發(fā)生的變化被稱為“空間天氣”。劇烈的空間天氣變化可能造成所謂的空間天氣災害，使得在太空中或地面上的技術(shù)系統(tǒng)功能下降，甚至報廢，宇航員等人員的健康受到損害，從而導致國民經(jīng)濟蒙受損失、國家安全受到威脅。例如，1989年3月，一次空間天氣災害致使加拿大魁北克省停電9h，所導致的直接經(jīng)濟損失達上億美元。越來越多的事實表明，一次空間天氣災害能在通信、導航、航空、航天、勘探及能源等各種技術(shù)層面同時產(chǎn)生系統(tǒng)的沖擊，導致巨大的經(jīng)濟損失?！　⌒碌奶柣顒又埽吹?4太陽活動周已經(jīng)開始，在未來幾年內(nèi)，太陽活動水平將日漸活躍，并在2013-2014年左右到達新的最強期。為應對日益頻繁的空間天氣事件，2008年5月22-23日，美國國家研究理事會召集工業(yè)界、聯(lián)邦政府以及社會科學團體的代表們召開了空間天氣與社會經(jīng)濟研討會，探討如何應對即將到來的太陽活動峰年期間頻發(fā)的空間天氣災害。2009年1月，該會議的綜合報告出版，旋即引起了全球?qū)W術(shù)界的高度重視，同時也引起了媒體和公眾的濃厚興趣。

書籍目錄

前言原版前言0 概述0.1 社會背景0.2 空間天氣的影響0.2.1 空間天氣對特定行業(yè)的影響0.2.2 空間天氣的間接影響0.2.3 未來的脆弱性0.3 空間天氣機構(gòu)0.4 解讀惡劣空間天氣對社會與經(jīng)濟的影響0.5 總結(jié)注釋l 引言1.1 歷史背景1.1.1 1859年8-9月的超級磁暴（卡林頓事件）1.1.2 空間天氣：“聯(lián)系太陽黑子和地球磁場的神秘力量1.2 空間天氣效應及其對社會經(jīng)濟的影響1.3 研討會安排和報告結(jié)構(gòu)注釋2 空間天氣的影響回顧2.1 空間天氣和電網(wǎng)2.1.1 背景2.1.2 研討會報告2.2 空間天氣和航空航海2.2.1 背景2.2.2 研討會報告2.3 空間天氣與衛(wèi)星2.4 空間天氣和GPS服務2.4.1 背景2.4.2 研討會報告2.5 總結(jié)注釋3 空間天氣和社會3.1 空間天氣、基礎設施和社會3.2 風險評估3.3 低概率／高風險事件3.4 復雜自適應系統(tǒng)的研究3.5 總結(jié)注釋4 當前空間天氣服務基礎設施結(jié)構(gòu)4.1 用于空間天氣態(tài)勢感知和預報的空間天氣數(shù)據(jù)、基礎設施結(jié)構(gòu)和服務4.1.1 NASA和N（）AA的職責4.1.2 國防部的研究成果4.1.3 歐洲項目4.2 空間天氣模型和工具4.3 目前的空間天氣用戶4.4 服務和預報窗口的滯后時間4.5 NASA探測任務的空間天氣監(jiān)測器4.6 NASA的理論和模式的應用轉(zhuǎn)化4.7 問題和討論4.8 總結(jié)注釋5 從用戶角度透視空間天氣產(chǎn)品5.1 航空業(yè)角度5.2 電力行業(yè)角度5.3 精密地理定位服務產(chǎn)業(yè)角度5.4 衛(wèi)星制造和運營行業(yè)角度5.5 美國空軍角度5.6 總結(jié)注釋6 滿足空間天氣用戶需求6.1 美國國家空間天氣計劃機構(gòu)組成6.2 空間天氣預報中心的核心任務和現(xiàn)有能力6.3 空間天氣預報中心未來工作方向6.4 小組成員和聽眾反饋6.5 總結(jié)注釋7 解決方案，安全隱患以及風險7.1 電網(wǎng)7.1.1 未來的安全隱患7.1.2 未來的解決方案7.2 全球定位系統(tǒng)與航空7.2.1 未來的安全隱患7.2.2 未來的解決方案7.3 衛(wèi)星7.3.1 未來的安全隱患7.3.2 未來的解決方案7.4 風險及對未來極端事件的預測7.5 總結(jié)注釋8 與會者開放性討論：路在何方8.1 儀器和監(jiān)測：空間天氣觀測系統(tǒng)8.2 我們認識和預報空間天氣的能力8.3 面臨風險的國家？——評估惡劣空間天氣事件可能導致的基礎設施崩潰8.4 風險分析與風險管理8.5 誰應該對此負責？——管理空間天氣監(jiān)測和應對系統(tǒng)8.6 教育，培訓與公眾認知8.7 前進的道路注釋附錄A 研討會主題附錄B 研討會日程和與會代表名單附錄C 研討會報告摘要附錄D 研討會特別委員會成員簡介附錄E 縮寫和名詞

章節(jié)摘錄

　　引言　　1.1 歷史背景　　正如古代傳說以及歷史文獻記載的那樣，人類的生產(chǎn)生活和技術(shù)發(fā)展始終受到干旱、洪水、冰雹、暴風雪、颶風和臺風等極端天氣的影響。在19世紀中葉，人類社會科技發(fā)展較快的部分領域，已經(jīng)受到極端的地面天氣事件以及由太陽活動驅(qū)動的近地空間環(huán)境和高空大氣的影響和損害。雖然日地空間環(huán)境的自然規(guī)律在那時還沒有被人理解，但隨著電報通信網(wǎng)絡災難的不斷周期性出現(xiàn)，人們逐漸認識到太陽活動及其引起的空間環(huán)境擾動是這些災害的罪魁禍首。在隨后的一個半世紀，隨著電力網(wǎng)絡、電話和無線電通信、天基通信和導航系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代社會及其科技體系在“空間天氣”面前，脆弱性顯著增加?！　〈罅康氖录沟萌藗冎鸩綇V泛地認識到惡劣空間天氣對現(xiàn)代技術(shù)體系（如電力供應故障、高頻通信中斷）有嚴重的影響，而新近發(fā)展的全球定位系統(tǒng)（GPS）和航天飛行器的快速發(fā)展，使得這種影響和危害雪上加霜?？臻g天氣的物理機制也被廣泛地研究和認識，但我們對極端事件的預報能力還處于非常初級的階段。另一方面，關(guān)于空間天氣導致重要技術(shù)系統(tǒng)崩潰，從而對人類社會產(chǎn)生影響，這一方面的記載尚不全面，也是我們需要加強理解和認識的。這些影響和定量評估給我們提出了一系列具有挑戰(zhàn)性的課題，例如，收集資料的手段和途徑，開展極端空間天氣擾動相關(guān)的低概率／高風險事件的評估方法，提高政策制定者和利益相關(guān)人員的風險意識，以及研究制定恰當?shù)娘L險管理和應對戰(zhàn)略措施?！　?008年5月22-23日，美國國家研究理事會（NRC）空間科學部在華盛頓召開了一次研討會，作為促進空間天氣對經(jīng)濟社會影響的理解和認識、加強空間天氣風險的評估和管理等諸多工作的第一步。研討會聚集了來自于工業(yè)界、政府、學術(shù)界（附錄B，見原著）的代表，共同研討以下幾個方面的專題：惡劣空間天氣事件、空間天氣服務體系對美國國家經(jīng)濟和安全的影響、用戶對空間天氣數(shù)據(jù)和服務的需求、未來技術(shù)發(fā)展及空間天氣對未來社會的影響。研討會最后以一個“前進的道路”的主題討論作為總結(jié)。會議一致認為，加強對未知空間天氣危害的理解，對現(xiàn)有空間天氣服務系統(tǒng)凸顯的缺陷提出合理的改進建議，將對空間天氣危害管理大有裨益。歷時1.5 d的研討會產(chǎn)生了一些有意義的主題、具有前瞻性的思想和豐富信息的討論，這些重要結(jié)果將在本報告中給出，本報告由組織會議的特別委員會成員編寫完成，該委員會的任務之一是推進本工作組（附錄D，見原著）的成立并開展工作。為了給后續(xù)章節(jié)做一個鋪墊，我們的故事從1859年8——-9月份的超級磁暴開始講述，此次磁暴是有記錄以來最劇烈的一次，即通常所說的卡林頓事件，作為惡劣空間天氣事件的典型例子，對1859年的磁暴的引用將貫穿工作組的整個報告，如果此次事件發(fā)生在今天，可能造成非常嚴重的后果及非常復雜的連鎖反應。　　……

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