太阳剧烈活动与空间灾害天气

剧烈太阳活动和空间灾害天气的研究 ,是当代空间科学中最前沿、最具挑战性和最能造福人类的课题。这一研究将揭示太阳活动的成因、证认太阳活动和空间灾害天气的因果联系 ,在天文、空间和地球科学交叉领域取得实质性的学科进步 ,为实施我国国家空间天气计划提供坚实的科学基础 ,为发展我国空间科学探测准备新的概念和思路。本文评述了国家基础研究重点规划 (973)项目“剧烈太阳活动与空间灾害天气”的研究进展、科学机遇和进一步努力方向。     

国内外空间天气短期预报和警报及其现状

综述了空间天气短期预报和警报所研究的内容和与之相对应的研究方法。同时，介绍了目前国内外在空间天气短期预报和警报方面的研究现状，及目前国内外从事这方面研究的主要机构或组织的概况。     

太阳物理与日地关系面面谈——访戈达德空间飞行中心学者南特·高帕尔斯瓦米教授

采访手记：2012年8月下旬第28届国际天文学联合会大会在北京召开。当时,天气依然炎热,来自世界各地的天文学家们的心情像北京的天气一样火热。各个分会场的报告和讨论的气氛非常活跃,本刊记者有幸目睹了“太阳活动与日地关系”方面的一个分会场的热烈场面。经过国内太阳物理学家的引荐,我们采访到了美国宇航局（NASA）戈达德空间飞行中心的南特·高帕尔斯瓦米博士。让我们和他一起了解太阳活动以及日地关系的一些热点问题。     

空间应用短波CCD系统增益的放射源标定和估算

为满足国内空间天气监测预报研究,建立自主的空间天气数据获取系统,正在开发太阳软X-EUV空间成像望远镜。CCD作为空间望远镜的成像器件,在研制的过程中需要掌握其基本特性,对其进行标定测试。介绍了在热真空罐中使用Fe55放射源进行CCD增益标定的实验和实验数据的两种处理方式,得到了-8℃至0℃温度范围内的增益值,结果表明两种处理方式的结果符合较好,温度变化对增益的影响较小,并以这些温度下增益的平均值作为最终的增益值结果。     

对地CME研究进展与太阳雷达的潜力

日冕物质抛射(CME)是由太阳磁场驱动向行星际空间喷射等离子体物质和磁场的大尺度太阳爆发活动,是灾害性空间天气事件最主要的驱动源之一。朝着地球方向爆发的CME极易到达地球并造成灾害性空间天气,因此研究这类CME对于空间天气预报与太阳物理研究具有极为重要的意义。随着观测技术的发展,CME的观测及预报和研究工作取得了长足的进展。但由于常规观测手段与预报方法的局限,对朝着地球爆发的CME进行准确有效预报的目标至今仍未能实现。首先阐述CME与空间天气的关系,强调对CME预报研究的重要性;然后介绍预报研究中CME/ICME复杂的动力学过程,讨论这些过程对CME预报可能产生的影响;接着,回顾CME的常规观测手段,并讨论观测手段存在的不足;第4章,介绍CME主要的预报方法,同时讨论预报工作中存在的困难;第5章,讨论太阳雷达主动探测技术在日冕探测与CME预报研究中的可能应用前景;最后,总结CME预报研究现状,对预报研究工作中重要的问题进行综述,展望太阳雷达的未来应用。     

太阳活动周的半球耦合研究进展

太阳活动周的半球耦合现象早在20世纪中叶就被发现,是太阳长期时空演化中最常见的现象之一,但其观测特征和形成机制仍未彻底理清。由这一现象驱动的太阳发电机理论模型,有助于研究太阳活动周随着时间和空间演化的基本信息,也对太阳活动和空间天气的中短期预报有重要价值。首先回顾了太阳活动周半球耦合现象的发现和观测历史;接着综述了不同时空尺度磁活动半球耦合现象的基本观测统计结果,以及国内外对半球耦合理论的研究成果;最后讨论了这一重要领域尚未解决的重要问题和发展趋势。     

强流星雨及其灾害性空间天气事件的观测与研究

在首届狮子座强流星雨国际联测期间,开展了多学科、多手段的狮子座和天龙座强流星雨及其灾害性空间天气事件的综合观测,并结合近半个世纪的(1957-2003年)狮子座、英仙座和天龙座强流星雨及其相关资料的综合分析,充分证实了非偶现的周期性强流星雨可导致灾害性空间天气事件的形成.下述结论亦得到初步证认:强流星雨形成机制;f_bE_s异常峰出现规律;对宇航安全的严重危害.文中还对彗星尘演化过程、宇宙尘暴出现和丢失规律及中纬区E_s层宇宙尘维持机制作了讨论.     

太阳双带耀斑中的剪切磁场

<正>太阳耀斑、暗条爆发以及日冕物质抛射(CME)对我们生存的空间环境有着重大影响.这些爆发所释放的能量储存在剪切的或扭曲的非势性磁场中.本论文对与太阳爆发有关的剪切磁场位型及其在爆发中的重要作用进行了深入系统的研究.这对理解和预言空间灾害性天气起着至关重要的作用.本论文的研究方法包括多波段观测(从个例的深入研究到大样本的统计分析)和数值模拟.     

三频段太阳射电望远镜与空间天气

基于地基望远镜对太阳射电辐射流量进行长期监测是空间天气预报的一种重要手段,用来预报太阳活动引发的地球上的各种扰动。明安图和塔什库尔干两台新的三频段(10.7 cm,6.6 cm和3.3 cm)太阳射电望远镜将服务于我国的空间天气监测和预报,介绍了系统的结构和设计特性、双噪声源定标方法。系统稳定性优于1%(10 h),灵敏度优于1 sfu。展示了明安图太阳射电望远镜2017年试观测的初步结果。     

太阳风扰动传输模式研究进展

随着观测手段、理论模型和数值方法的发展,人们对各种太阳风扰动如日冕物质抛射,以及相关的空间天气效应的认识和理解越来越深入。为获取行星际背景磁场、背景太阳风参数和日冕物质抛射、激波等太阳风扰动的传播参数,人们建立发展了各种模式;在这些获取的参数基础上,建立了各种太阳风扰动的传播模式,从而为空间天气预报提供了必要的经验和理论模型支持。根据这些模式所研究和描述物理量的不同,将这些参数获取模式和传播预报模式分为背景磁场获取模式、背景太阳风参数获取模式、日冕物质抛射传播参数获取模式、日冕物质抛射偏转模式、日冕物质抛射(激波)传播模式以及基于三维磁流体力学的数值模拟方法,并分别概述性地总结了各种模式的特点及其用途。     

GAIM电离层同化方法进展

电离层是复杂的空间层结,其变化受太阳活动强度、地球磁场等因素影响。随着空间技术发展的需求,电离层天气变化成为目前空间天气预报最重要的内容之一。最近10年,人们利用卫星在电离层观测方面取得了重大进展,尤其引人注意的是:无线电掩星观测技术正走向应用的新阶段,加上已经建立的全球大量的地基GPS观测网,它们不仅为电离层动力学模式研究提供了丰富的电离层资料,而且为电离层预报提供了很好基础。因此,电离层天气预报成为当前重要的、前瞻性的研究方向,电离层资料同化是电离层预报最重要的研究内容之一。该文系统介绍这方面国际动态,重点是美国的USC/JPL和犹他州大学开展全球电离层同化模型研究、全球电离层同化研究的进展,以及在电离层天气预报中应用的初步成果。     

太阳发电机理论研究进展

太阳发电机理论主要解释太阳磁场的起源和演化，是太阳物理中最基本、最重要的问题之一．对它的研究不仅具有重要的科学价值，而且对空间天气的预测和空间技术的发展有一定的影响．随着日震学的发展，该理论也得到了很大改进。从相关观测入手，综述了发电机理论需解释的观测事实，以及为发电机理论提供约束的太阳内部动力学结构；介绍了基本理论和近来的主流模型，并指出尚待解决的问题和进一步的努力方向。     

论在空间灾害性天气条件下低频太阳射电观测在预警心脑血管事件中的作用

太阳活动是对地球及人类生活影响最直接的天文活动,在航空航天、通信、电力以及人体健康方面影响着人类的生产生活。通过以往的一些研究结果分析非光学(non-optical)范畴的太阳活动例如日冕物质抛射、太阳射电爆发与某些人类疾病呈正相关性,这与低频太阳活动对日地空间的影响有密切联系。采用云南天文台2012年上半年70 MHz~1 500 MHz波段观测数据与昆明医科大学第一附属医院心脑血管病例结合进行相关分析,得到利用低频太阳活动爆发对人体影响预警的时间延迟因子(与等离子体抛射物质到达地球有关)。通过研究证明利用直接太阳低频射电观测数据能够较之于之前国际上利用宇宙线的福布希下降进行的空间天气预警提前2~3 d,有效地提高了预警效果,为下一步基于低频空间异动观测数据现报——健康实时预警系统的建立打下了工作基础。     

内日冕的绿线强度分布研究

日冕是太阳大气活动的关键区域, 是日地空间天气的源头. 受观测限制, 对日冕低层大气等离子体结构和磁场状态的研究非常欠缺, 国际上对于可见光波段日冕低层大气的亮度分层研究很少. 利用丽江日冕仪YOGIS (Yunnan Green-line Imaging System)的日冕绿线($\rm Fe_{\Rmnum{14     

太阳软X射线观测进展

太阳软x射线观测在太阳物理的研究中，特别在日冕结构、磁场和日冕等离子体活动等物理现象的研究中起着重要的作用。太阳软x射线观测主要有光谱和成像观测两种．随着观测技术、方法和内容的发展，太阳软x射线观测揭示了太阳物理的许多重要的科学现象，并在预报、监测空间天气变化，预警空间灾变天气等方面也有着重要的应用．     

2015年11月4日太阳射电爆发干扰导航信号事件中的X射线先兆分析

太阳射电爆发是无线通讯特别是卫星导航通讯的潜在影响因素之一。2015年11月4日的太阳射电爆发事件在1 415 MHz点频的流量达到了峰值5 800 SFU(Solar Flux Unit,太阳射电流量单位,1 SFU=10~(-22) W/(m~2·Hz)),位于日下点的欧洲全球定位系统(Global Positioning System, GPS)和瑞典的航空导航系统均受到了影响。分析了此次事件产生源活动区的X射线流量变化与射电流量变化之间的时间关系;通过比对,X射线的流量抬升时间较射电阈值有30 min的提前量。随后讨论了提前量之间的物理背景,即软硬X射线分别对应热电子和非热电子辐射,而非热电子是产生能够造成此类空间天气事件射电爆发的物理条件,X射线由软转硬的过程中流量的抬升变化,为进一步防控这类空间天气事件提供了一种有效的手段。     

利用大视场测光系统评估观测天气质量

介绍一种利用大视场测光系统对观测天气质量进行评估的统计方法。此方法可以给出大气透明度、背景天光、视宁度和观测极限星等等多种与天观测有关的天气质量参数。通过检验证明,此方法可提供一处天气状况的实时监视方法,对北京天台施密特ＣＣＤ测光系统以及制定观测计划的评估观测质量有重要意义。     

系外行星凌星预报

七月份预示着盛夏已经慢慢到来,夜间观测的温度对爱好者丝毫不是什么问题,只是室外蚊虫的叮咬以及阴晴不定的天气会令很多观测无法顺利进行。所以提前掌握所有可能发生系外行星凌星现象的时间等信息,做好充分准备,这样当有好天气出现时才能抓住难得的机会顺利展开观测。     

山东威海太阳物理国际研讨会(2002年8月5～12日,威海)

以国家自然科学基金委员会“九五”重点项目“太阳射电爆发频谱及其物理机制”、国家重点基础研究发展规划项目“太阳剧烈活动与空间灾害天气”子课题“太阳高能粒子的起源与输出”等研究为背     

利用大视场测光系统评估观测天气质量

介绍一种利用大视场测光系统对观测天气质量进行评估的统计方法．此方法可以 给出大气透明度、背景天光、视宁度和观测极限星等等多种与天文观测有关的天气质 量参数．通过检验证明,此方法可提供一个天气状况的实时监视方法,对北京天文台 施密特ＣＣＤ测光系统以及制定观测计划和评估观测质量有重要意义．