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(dǎo)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(zāi)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(dǎo)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(zāi)害致使加拿大魁北克省停電9h，所導(dǎo)致的直接經(jīng)濟損失達(dá)上億美元。越來越多的事實表明，一次空間天氣災(zāi)害能在通信、導(dǎo)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(dǎo)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(dá)新的最強期。為應(yīng)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(xué)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(yīng)對即將到來的太陽活動峰年期間頻發(fā)的空間天氣災(zāi)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(yīng)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(wù)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(chǔ)設(shè)施和社會3.2 風(fēng)險評估3.3 低概率／高風(fēng)險事件3.4 復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)的研究3.5 總結(jié)注釋4 當(dāng)前空間天氣服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)4.1 用于空間天氣態(tài)勢感知和預(yù)報的空間天氣數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)和服務(wù)4.1.1 NASA和N（）AA的職責(zé)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(wù)和預(yù)報窗口的滯后時間4.5 NASA探測任務(wù)的空間天氣監(jiān)測器4.6 NASA的理論和模式的應(yīng)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(wù)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(yù)報中心的核心任務(wù)和現(xiàn)有能力6.3 空間天氣預(yù)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(fēng)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(fēng)險及對未來極端事件的預(yù)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(rèn)識和預(yù)報空間天氣的能力8.3 面臨風(fēng)險的國家？——評估惡劣空間天氣事件可能導(dǎo)致的基礎(chǔ)設(shè)施崩潰8.4 風(fēng)險分析與風(fēng)險管理8.5 誰應(yīng)該對此負(fù)責(zé)？——管理空間天氣監(jiān)測和應(yīng)對系統(tǒng)8.6 教育，培訓(xùn)與公眾認(rèn)知8.7 前進(jìn)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(xiàn)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(fēng)雪、颶風(fēng)和臺風(fēng)等極端天氣的影響。在19世紀(jì)中葉，人類社會科技發(fā)展較快的部分領(lǐng)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(luò)災(zāi)難的不斷周期性出現(xiàn)，人們逐漸認(rèn)識到太陽活動及其引起的空間環(huán)境擾動是這些災(zāi)害的罪魁禍?zhǔn)?。在隨后的一個半世紀(jì)，隨著電力網(wǎng)絡(luò)、電話和無線電通信、天基通信和導(dǎo)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(rèn)識到惡劣空間天氣對現(xiàn)代技術(shù)體系（如電力供應(yīng)故障、高頻通信中斷）有嚴(yán)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。空間天氣的物理機制也被廣泛地研究和認(rèn)識，但我們對極端事件的預(yù)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(dǎo)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(rèn)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(fēng)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(fēng)險意識，以及研究制定恰當(dāng)?shù)娘L(fēng)險管理和應(yīng)對戰(zhàn)略措施。　　2008年5月22-23日，美國國家研究理事會（NRC）空間科學(xué)部在華盛頓召開了一次研討會，作為促進(jìn)空間天氣對經(jīng)濟社會影響的理解和認(rèn)識、加強空間天氣風(fēng)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(xué)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(wù)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(wù)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(jìn)的道路”的主題討論作為總結(jié)。會議一致認(rèn)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(wù)系統(tǒng)凸顯的缺陷提出合理的改進(jìn)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(wù)之一是推進(jìn)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(yán)重的后果及非常復(fù)雜的連鎖反應(yīng)?！　　?/pre>








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