空间环境 空间科学丨你不知道的空间环境预报中心

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看到这个话题的时候，估计很多人已经充满了疑惑:什么是空环境？空之间的环境可以预测吗？空之间的环境预测是多少？空环境预测中心如何预测？谁在预测？对谁的预测？这篇文章将带你揭开空之间的环境预测之谜。

1.空之间的环境是什么？

说起空之间的环境，不得不提的是与人类生存发展密切相关的“第四领域”Tai 空，它是人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机、空空间站等航天器的飞行区域，是人类开发利用Tai 空的主要资源，人类要想开展空之间的活动，就不能忽视空之间的环境。

一般来说，空之间的环境是人类赖以生存的自然环境之一，是空期间与人类生活、生产和军事活动有关的一切物质条件的总和。按其构成可分为空之间的电磁环境，空之间的带电粒子环境，中高层大气环境，流星体环境，空之间的碎片环境等。

图1 空环境与人类的关系

空与地面环境不同。在地面环境中，我们可能需要注意的是温度，不管是风还是雨。Tai 空没变，但各种隐形危害难以防范。空之间的环境不是一成不变的，尤其是太阳周围的环境变化比地面上的天气现象更加剧烈和危险。空之间的环境是不断变化的，称为空之间的天气。在空期间，天气就像地面天气一样，会发生剧烈的变化，也会发生灾难性的变化。就像台风、龙卷风和地面暴风雪一样，灾难性的变化来自太阳，所以我们称之为太阳风暴。攻击地球的太阳风暴主要有三种类型。一是光的辐射增强，即太阳耀斑，到达地球约8分钟；第二，太阳会喷射出能量非常高的带电粒子。到达地球需要几十分钟到几个小时，会发生太阳质子事件；第三种影响范围最广。太阳的日冕物质向外喷射，大约一至四天后到达地球空，引起地球磁层像海啸一样受到扰动，在空之间引起各种天气变化。空之间的灾害性天气将对航天系统、无线电链路系统、动力能源系统、军事系统产生严重影响，对生命系统产生重大影响，对地表天气气候系统的影响更加明显。

图2三轮太阳攻击示意图

空之间的环境预测为空之间的环境预测。其主要内容是预测太阳活动和近地区域及其系统的影响。

2.空环境预测中心

为了确保中国航天活动的安全，环境预报事业产生于空之间。早在卫星产业刚刚起步的60年代初，中科院就在赵九章先生的带领下，开始研究空之间的环境。当时主要的研究问题是地球辐射带的高能带电粒子对卫星的影响。1971年编制的《人造地球卫星环境手册》为航天工程设计人员提供了一本参考书。

中国航天事业的开拓者之一钱学森先生预见到空之间的环境变化将是航天事业面临的一个重大问题，要求空之间的环境科学家预测太阳活动和空之间的环境扰动，被誉为“红色预报员”。从那以后，中国在空之间的环境预测开始了它漫长的旅程。

1992年，载人航天工程正式列入国家计划。然后在本项目的支持下，按照“边学习边服务边建设”的指导思想，中科院环境预测中心空于1993年开始建设，1998年基本建成并投入试运行，1999年12月通过验收测试，正式投入运行并在国内外公开发布/[

“人要生而为人，为人做贡献”，这是环境预测中心从一开始就在空之间确立的服务信念。从神舟一号到神舟七号，飞船从无人到载人，从一个人到两天多，从两天多到航天员出舱，从天宫一号靶机与神舟八号交会对接到神舟十号飞船，从天宫二号空实验室到神舟十一号飞船和首艘货运飞船天州一号，载人事业取得了举世瞩目的成就。空之间的环境中心成功提供了空之间的环境保障，用于准确预测每次载人航天飞行的发射窗口，避免太阳质子事件(图3)。

图3载人航天的环境保护空

空环境预测中心还分别为中国探月工程嫦娥一号、嫦娥二号和嫦娥三号卫星提供了空环境保护服务。在空之间的科学试点专项任务中，为暗物质卫星、石坚10号卫星、量子卫星、硬X射线望远镜等系列卫星的发射和在轨运行提供空之间的环境预报保障服务。

在飞机或卫星发射前一年，空环境预报中心根据任务特点进行研究和准备，并不断向工程指挥部提供各个空房间的环境因素研究报告。预定发射前三个月，开始提供空中期环境预报；进入一个月倒计时，每周提供空之间的环境安全期预测。从发布前一周开始，将每天提供一份短期报告。航天器上升空进入轨道后，应安排专人24小时值班，报告周期应缩短至每8小时一次。每份报告都是许多预测者精确计算和反复咨询的结果。每次任务成功完成，预报员都会经历不同的测试。

3.如何预测空之间的环境？

空之间的环境预测是预测和预报空之间可能影响天基技术系统、人类健康、生产和生活的各种环境条件和事件(包括太阳、行星际、磁层、电离层和热层空)。

空之间的环境预测不仅仅是对未来的预测，这与地面气象有些不同。因为天气是我们可以感知的，但是空之间的环境是人无法感知的。预测过程是将空之间的环境模型与人类经验相结合的过程。空之间环境预测的一般过程是获取空之间的环境监测数据，通过各种预测模型和效果模型对数据进行处理，生成初步预测结果，结合预测人员的个人和集体经验，形成预测产品，分发给各级用户。

图4 空环境预测流程

空环境预测中心建立的空环境预警系统，实现了空环境预警产品以自动化、集成化方式发布的环境数据采集、模式运行、预测、影响分析、业务预测全过程的协调高效运行，也成为了空的预报员发布。

图5[/K0/]间环境预警系统示意图

空之间的环境预测内容主要是预测空之间的环境参数，空之间的环境指数，空之间的环境事件。空之间的环境参数是描述不同空之间区域特征的各种物理量，如电离层分布和高层大气分布。空之间的环境指数是描述不同空之间环境状态的扰动水平和大小的指数参数，如太阳F10.7指数、地磁Ap指数、Kp指数等。空之间的环境事件是指空期间干扰大于一定水平的事件，可对天基技术系统或人类健康产生一定影响，如太阳X射线耀斑、太阳质子事件、地磁暴、高能电子暴等。

空之间的环境预测产品是对未来空之间的环境条件、变化趋势和环境事件的预测。根据预测的时间尺度，预测产品可以分为短期预测(三天以内)、周报、月报和长期预测(一年以上)。根据服务用户，预测产品可分为常规产品和定制产品。

常规产品是在日常操作中针对特定参数和事件生成的产品，包括警报、通知、报告和预测。常规产品仅给出最广泛使用的参数和事件预测，并且仅是空之间的预测服务的一部分。定制产品是在常规产品和相关监测数据的基础上，根据特定用户和特定需求，结合数据、模型结果、预测结果和效果分析提供的有针对性的预测产品。比如我们服务的载人航天工程、探月工程、空科学先导工程等。

由于空之间环境预报的特殊性和特殊性，应用于不同领域，很少在大众媒体上展示。预测结果通常在专业网站和新媒体平台上发布。

4.空预测者是环境预测的主角

随着中国人在天空中飞翔梦想的实现，中国空环境预报行业蓬勃发展，我们的预报员也随着中国载人航天事业的发展而成长。既有神舟五号以来参与航天工程空多项环保任务的老预报员，也有刚参加工作的新预报员。空环境预报中心共有15名预报员，9名预报员直接从事日常空环境预报工作。预报员实行正职和副职双值班制，每个预报员连续值班两天，副职一天，正职一天。随着空之间环境用户需求的不断增加和预测产品的多样化，空之间的环境预测中心在开发和业务运营过程中实行制度化管理，建立和完善了预报员岗位职责、入职、咨询、作息、节假日值班补贴等五套规章制度和管理制度。一年365天，预报员合理安排值班。任务期采用24小时工作制，保证空环境预测中心业务预测全年稳定运行。预报中心编制了空之间的《环境预报产品手册》和专业预报指南《预报员手册》，指导预报员完成各种预报产品，并按照既定规则分发给各级用户。

图6预报员讨论磋商

图7 空环境预报产品手册和预报员手册

图8参与工程任务的预报员的环境预报支持空

在空环境预报中心全体工作人员的努力下，预报中心先后荣获中国载人航天工程突出贡献集体和中国青年五四奖章集体，其中五位预报员先后荣获中国载人航天工程突出贡献个人称号，一位预报员荣获中国探月工程突出贡献个人称号，一位预报员荣获中国青年五四奖章荣誉称号。

图9 空环境预测中心获得荣誉证书

从2018年开始，空环境预测中心的预测团队专门参与了国家科技大学研究生课程“环境预测介于空之间”的学习，以提高个人的理论基础和业务预测能力。预测中心还完善了业务预测的评估机制，提高了预测精度，促进了环境预测中心业务预测水平在空之间的整体提升。

图10预报员参与空之间的环境预报研究

5.空之间的环境走向大众

在载人飞船、靶机、空实验室、探月卫星、空科学飞行员专题系列卫星成功发射期间，央视、新华社、中国国家广播电台等媒体实时报道了环境预报中心的工作(图11)。同时，预测中心还开展了丰富的推广活动，接待了各界人士的来访(图12)。空的环境预测专家走进工作室、大学论坛和网络(图13)，讲解空的环境和空的环境预测服务。空环境——一个曾经公众不熟悉的词，现在已经走进千家万户，逐渐被人们所理解。

图11央视申启空环保直播

图12开放日预报中心开展的科普活动

图13预测中心的专家走进工作室

6.机遇和挑战并存

中国航天工业的发展极大地推动了中国环境预报的发展空。国内研究实力不断壮大，预测能力不断提升，在空期间，环境预测在军队、高校、用户中的影响力逐渐扩大。空，环境预测的研究和服务正面临着前所未有的机遇和挑战。在中国，空环境预报中心被模仿，从未被超越。在国际上，他已经从一个早期的学徒成长为一个能够平等地进行学术对话的兄弟。“环境研究和预测之间空-不是我们做什么来谋生，而是我们想用我们的生活做什么”。宣誓永恒！我们一直在努力！！