日地空间灾害性天气的发生发展和预报研究
空间天气学十问答
空间天气学十问答一、 什么是空间天气学？（魏奉思中科院空间中心）二、 空间灾害性天气对人类航天活动有什么影响？（赵华中科院空间中心、朱文明航天工业总公司501部）三、 空间灾害性天气对人类通信、导航活动有什么影响？（郭兼善中科院空间中心、吴健信息产业部22所）四、 空间灾害性天气对人类地面技术系统（电力、输油（气）和资源等）和生态环境有什么影响？（汤克云中科院地质地球物理所、焦维新北京大学）五、 空间天气学的基本问题是什么？（魏奉思中科院空间中心）六、 如何监测空间天气的变化？（焦维新北京大学、王家龙北京天文台、万卫星武汉物理与数学所、徐寄遥中科院空间中心）七、 空间灾害性天气变化是如何发生的？（肖佐北京大学、王家龙北京天文台八、 目前关于空间灾害性天气变化的预报能力如何？（王家龙北京天文台、高玉芬国家地震局地球所）九、 国际空间天气研究的态势如何？（冯学尚中科院空间中心、张贵银总参大气所）十、 我国在推动空间天气学方面正在作出哪些努力？（于晟国家基金委地学部、朱志文国家基金委地学部）资料：重要的空间灾害性天气事件简介（冯学尚中科院空间中心）一、什么是《空间天气学》?魏奉思中国科学院空间科学与应用研究中心，空间天气研究实验室千百年来，人们就知道，狂风暴雨、电闪雷鸣、洪涝、水旱，地球上这些恶劣的天气变化给人们的衣、食、住、行和生产活动带来灾难。
地球20-30公里以上的高空，甚至千万公里的空间（或称太空），也存在恶劣的空间天气变化。
例如，当太阳上高温、高超音速的物质喷发所形成的太阳风暴吹过地球，有时会使卫星失效、提前陨落、通信中断、导航、跟踪失误、电力系统损坏以及人的健康与生命带来严重危害，却是近2-30年来才逐步认识到的新事实。
我们现在知道，从太阳到地球这个日地空间环境与人类生存和发展息息相关。
它由太阳大气、行星际介质、地球的磁层、电离层和中高层大气所构成。
这个空间环境自1957年人造卫星上天，人类的航天、通信、导航以及军事活动等从地表扩展到成百、上千公里的空间，成为人类活动的重要场所；它的高高度、高真空、微重力、强辐射、高电导率等独特的环境条件既为人类发展提供丰富的资源，又为航天、通信、资源探测、军事等活动提供地面不可能有的便利；它阻止和吸收来自太阳的X射线、紫外线、高能带电粒子以及超音速的太阳风暴对地球人类的直接轰击，是人类生存的重要保护层。
上海市气象条例
上海市气象条例文章属性•【制定机关】上海市人大及其常委会•【公布日期】2024.09.27•【字号】•【施行日期】2024.11.01•【效力等级】省级地方性法规•【时效性】尚未生效•【主题分类】气象综合规定正文上海市人民代表大会常务委员会公告《上海市气象条例》已由上海市第十六届人民代表大会常务委员会第十六次会议于2024年9月27日通过，现予公布，自2024年11月1日起施行。
上海市人民代表大会常务委员会2024年9月27日上海市气象条例（2024年9月27日上海市第十六届人民代表大会常务委员会第十六次会议通过）第一章总则第一条为了发展气象事业，规范气象工作，防御气象灾害，合理开发利用和保护气候资源，保障人民生命财产安全和城市运行安全，为本市经济社会发展提供高质量气象服务，根据《中华人民共和国气象法》《气象灾害防御条例》《气象设施和气象探测环境保护条例》等法律、行政法规，结合本市实际，制定本条例。
第二条本市行政区域内的气象探测、预报、服务和气象灾害防御、气候资源利用、气象科学技术研究、公共气象数据开放应用以及相关管理活动，适用本条例。
第三条本市坚持气象事业科技型、基础性、先导性社会公益事业的定位，适应濒江临海和超大城市的特点，推进气象现代化建设，构建科技领先、监测精密、预报精准、服务精细、人民满意的现代气象体系。
第四条市、区人民政府应当加强对本行政区域气象工作的领导，协调处理气象工作中的重大问题，组织编制气象事业发展规划，并将相关内容纳入同级国民经济和社会发展规划。
第五条市、区气象主管机构在上级气象主管机构和本级人民政府领导下，负责本行政区域的气象工作，并对有关部门所属气象台站的气象工作进行指导、监督和行业管理。
未设气象主管机构的区的气象工作由市气象主管机构负责。
相关区人民政府及其有关部门配合做好气象相关工作。
发展改革、应急管理、水务（海洋）、交通、财政、经济信息化、教育、科技、规划资源、生态环境、住房城乡建设管理、农业农村、文化旅游、数据等部门应当按照各自职责，共同做好气象相关工作。
月8日四川九寨沟地震诱发地质灾害空间分布规律及易发性评价初步研究
古乡通麦段地质灾害的发育规律受多种因素影响。一方面，气候变化是重要的 诱导因素。该地区降雨集中，暴雨频发，易引发滑坡和泥石流灾害。另一方面， 新构造运动和人类工程活动也对地质灾害的发生产生重要影响。例如，大规模 的工程建设和矿产资源开发可能改变原有地质环境，增加灾害发生的可能性。 此外，古乡通麦段的地质灾害还呈现出明显的季节性变化规律，主要集中在每 年的雨季和融雪季节。
月8日四川九寨沟地震诱发地 质灾害空间分布规律及易发性
评价初步研究
01 引言
目录
02 研究方法
03 结果与讨论
04 结论
05 存在的问题和展望
06 参考内容
引言
地震是一种常见的自然灾害，它具有极强的破坏力和不可预测性。在地震作用 下，地质环境容易受到破坏并诱发一系列地质灾害，如滑坡、泥石流、地面塌 陷等。这些地质灾害不仅会对生态环境造成严重破坏，还会对人类的生命财产 安全带来极大威胁。因此，研究地震诱发地质灾害的空间分布规律和易发性评 价，对于预防和减轻地震灾害具有重要意义。
一、地质背景
帕隆藏布流域位于青藏高原东南部，属构造侵蚀中山峡谷地貌，地势总体西南 高、东北低。古乡通麦段位于该流域的中上游段，具有高山峡谷、河流阶地、 山前平原等多种地貌形态。该区域的地质构造复杂，经历了多期构造运动和岩 浆活动，形成了丰富的地层系统和地质构造特征。
二、地质灾害类型与发育规律
通过野外调查和资料分析，古乡通麦段的地质灾害主要包括滑坡、泥石流、崩 塌和地面塌陷等。其中，滑坡和泥石流是该区域最为常见的地质灾害类型。滑 坡多发生在高陡的山坡和河流阶地，以黄土滑坡和岩石滑坡为主；泥石流主要 分布在峡谷地带，具有频发、易发、规模大的特点。崩塌和地面塌陷则主要与 岩质边坡和地下采空区有关。
什么是双星计划
什么是双星计划
双星计划是我国第一次以自己提出的探测计划并开展国际合作的重大科学探测项目。
双星计划与欧空局Cluster II的4颗卫星相配合，在人类历史上第一次进行地球空间“六点探测”，开始了地球空间天气多层次和多时空尺度研究新阶段。
双星计划主要研究太阳活动和行星际扰动触发磁层空间暴和灾害性地球空间天气的物理过程，进而建立磁层空间暴的物理模型，地球空间环境动态模型和预报方法。
双星计划包括两颗小卫星：近地赤道卫星，轨道高度577—78916公里和近地极区卫星，轨道高度558—38362公里。
赤道卫星将探测近地磁尾区的磁层空间暴过程及向阳面磁层顶区太阳风能量向磁层中的传输过程；极区卫星将探测太阳风能量和近地磁尾区能量向极区电离层和高层大气的传输以及电离层粒子向磁层中的传输过程。
这两颗卫星运行于目前国际日地物理计划（ISTP）探测卫星尚未覆盖的地球空间重要活动区。
赤道卫星和极区卫星相互配合，构成具有明显创新特色的星座式独立探测体系，可以对地球空间暴发生机制和发展规律进行立体探测。
“地球空间双星探测计划”的轨道设计和科学目标，正是当前国际上日地空间物理发展所需求的，因而受到了国际空间物理界的重视，并主动表示积极与双星计划进行合作。
1997年11月欧空局科学代表团访华期间，欧空局科学部主任R.Bonnet和CLUSTER2项目科学家对双星计划进行
了认真的评议，指出：“中科院空间中心提出的双星计划将会对正在实施的国际日地物理计划（ISTP）作出重要贡献，对于提高欧空局CLUSTER2项目的科学意义也是至关重要的。
”。
第八章空间灾害
事件伴随着耀斑，会破坏无线电的传输，造成能量耗损（断电），并
对人造卫星和电力传输线造成损害。
日冕物质抛射将数十亿吨的带电粒子喷入太空，其威力相当于几百万颗原子弹。太 空中宇航员的身体健康会受到严重威胁。这张图片是日冕和太阳风层卫星（SOHO） 在2000年2月27号拍摄到的一次日冕物质抛射。
这是太阳活动处于低谷时日冕的照片，两个半球中的红色代表温度高、较为活跃的 区域，周围则是安静日冕的温度低的等离子体(蓝色/绿色)。
发和日冕物质抛射。这些活动现象往往在强
太阳风暴中全部出现，而在弱太阳风暴中则 不一定， 与空间灾害关系最密切的两种太阳活动分 别是太阳耀斑和日冕物质抛射（CME）。 （p358）
3. 太阳耀斑
太阳耀斑:是一种最剧烈的太阳活动，日面上（常在黑子群上空）突然出
现迅速发展的亮斑闪耀。其寿命仅在几分钟到几十分钟之间，亮度上升迅速， 下降较慢。(色球层)
（1）对飞行器的影响
击穿飞行器的外壁或太阳能 电池板 损坏各种材料 破坏飞行器的工作 改变卫星的轨道 缩短卫星的寿命 影响导弹的命中精度
（2）对导航和定位系统的影响
地球的磁场线因为受到太阳风的影响而向后弯曲，出现所谓的 “磁暴”现象，指针无法正确指示方向。 无线导航原理是通过计算发射点和接收点的传播延时来计算空 间距离，电离层扰动使相位变化，传播路径变化等，使测距不
能量：这一增亮释放的能量相当于10万至100万次强火山爆发的总能量，
或相当于上百亿枚百吨级氢弹的爆炸。 现象：一次较大的耀斑爆发，除了日面局部突然增亮的现象外，耀斑更
主要表现在从射电波段直到Ｘ射线的辐射通量的突然增强。
影响：（1）耀斑辐射来到地球附近时，与大气分子发生剧烈碰撞，破坏 电离层，使它失去反射无线电电波的功能。线电通信尤其是短波通信，以及 电视台、电台广播，会受到干扰甚至中断。 （2）耀斑发射的高能带电粒子流与地球高层大气作用，产生极光， 并干扰地球磁场而引起磁暴。
空间灾害
• 空间碎片或微流星局部击穿飞行器的外壁或击穿太阳能的电池板， 降低电能供应。 • 日冕爆发产生的高能粒子及电磁辐射会急速升高地球上层的大气 温度，使大气密度增加数倍，从而使部分卫星在运动时遇到强阻 力，改变轨道而坠落。 • 高能带电粒子以巨大的辐射剂量损伤各种材料，造成结构材料的 性能恶化。 • 磁场能改变飞行器姿态。
• 4.对天气和气候的影响
• • 关于太阳活动与地球气候变化的关系，目前尚未形成统一认识。 种种迹象表明，太阳活动与地球上的天气和气候的变化具有一定 的关联性。太阳活动急剧时紫外线变强，上层大气中化学反应更加活 性化，进而使微粒子增多，而微粒子是成云致雨的凝结核。因此太阳 活动对降水量有一定影响，表现为太阳黑子数变化的周期与年降水量 多少的变化周期基本吻合，大约为11年，地球上洪水灾害发生率、平 均气温变化等也有11年的类似太阳活动周期的变化。高纬地区的雷雨 活动也和太阳磁扇形边界扫过地球有关。 • 另外，太阳活动造成太阳辐射量的变化。
日冕物质抛射（ＣＭＥ）是从太阳的日冕层抛射出来的物质，通常可
以使用日冕仪在白光下观察到。抛射出来的物质主要是电子和质子组成的等离子体（此 外还有少量的重元素，例如氦，氧和铁）伴随着日冕磁场。抛射速度在每秒几百千米至 几千千米以上，每次抛射的物质总量可达上百亿吨。 Ｒ．Tousey在1971年12月14日第一次观测到日冕物质抛射。但抛射物抵达地球是被 称为行星际日冕物质抛射，这可能会扰乱地球磁层，使地球层压缩延伸成尾状，并将 数兆瓦特能量，注入地球上层大气。此过程造成特别强的极光．日冕物质抛射事件伴 随着耀斑，会破坏无限电的传输，造成能量耗损（断电），并对人造卫星和电力传输线 造成损害。
（2）小行星、陨石等近地天体也会对地球造成破坏和威胁。
地震活动性及地震预报讲解
震源深度
≤30km 30~70km ≥70km
逆冲和 走滑
走滑 为主
走滑兼 正断层
走滑 为主
中国及其邻区地震震源机制解及区域特点
我国长白山天池火山千年前的喷发为 2000年来全球最大的喷发之一
喷发体积
0.2km3 4km3 7km3
18km3
喷发时间 喷发地点 喷发级别
土耳其伊斯坦布尔（Istanbul）地震空区
地震活动的特点
6.震源的时一空变化图像 ③地震条带
“条带”的展市与近期活动构造带基本一致。 “条带”是突出于全区的。 条带”上地震活动水平有增强的过程，其应变释 放明显加速。
1973年炉霍、1976年龙陵地震的地震条带
地震活动的特点
6.震源的时一空变化图像 ④震中迁移
新京疆1西伽919北9师宣978张辽.化.51宁1宁.家029.岫52蒗云9口92岩南.0-1云云-0宁1海.12南2南蒗城.0甘94施0.间肃14甸2.1民主 加0.5乐要 卸2.356依载.4据响主地5：应电要.9主震地比、依要主 震 明 主前6震。体据依.要 前 显 要半1序应据：依 提 减 依震受主个：列变据 灾 据出小月前到要地： 实 ：准参等作震作中依下主震受主地 效 地确出数。活国据出水震 震，的前要到要短（动、地：临序 序受临作依中依期h宏、列 列到震地震震预、出据国据观中。预水局震预.测b：地：临、国测值氡通序测，平震空震地地意）并、报列，震静局区震预见向小水表并活局，和、、测当震动位彰向和并省地条，地、辽平和、在当政震带并政水宁震静奖水地府府活、向温省前、励汞政通、的动地当政2地。报、府天形府通、 震地倾，通变通形表报前 活政取报、斜彰报变表兆 动府辽得地。、，、彰异、通宁磁显取电和常地省。著报得磁政减奖、电，府显灾辐励水 、取，实著射。 应库得取效减、发力显得。灾浑著实。减效灾。实效。
精品解析：福建省龙岩第一中学2022-2023学年高一上学期第一次月考地理试题(解析版)
大气中火山灰增加，导致白天遮挡阳光，削弱了到达地表的太阳辐射，白天气温下降，晚上由于火山灰的保温作用增加，气温日较差变小，A错误，B正确。火山灰削弱了太阳辐射，导致近地面大气得到的热量减少，气温下降，C错误。杂质作为成云致雨的凝结核，火山灰导致大气中的杂质增加，可增大降雨的几率，降水增加，D错误。故选B。
C.卫星被引发的“流星雨”袭击D.卫星周围空间温度过低
【答案】5. A 6. C 7. A
【解析】
【分析】
【5题详解】
太阳大气层时常发生变化，有时甚至较为剧烈，这些变化统称为太阳活动。太阳黑子和耀斑是太阳活动的重要标志。太阳外部结构从里到外依次是光球层、色球层、日冕层。光球层上常出现暗黑的斑点，叫太阳黑子；色球层上有时出现局部区域突然增亮的现象，叫耀斑；太阳“风暴”是指太阳在太阳黑子活动的高峰时产生耀斑爆发（俗称太阳风暴）。故A正确，B、C、D错误。所以选A。
C.气温持续升高D.降水显著减少
【答案】15. A 16. B
【解析】
【15题详解】
根据所学知识，软流层被认为是岩浆的发源地，软流层位于上地幔的上部，深度约为80km—400km，A正确，下地幔深度约为900km—2900km，D错误。地壳位于莫霍界面至地表，平均厚度约为17km，B错误。岩石圈位于软流层以上，但不包括软流层，C错误。故选A。
【4题详解】
图中乙地受副热带高压控制，降水少，属热带沙漠气候，晴天多，太阳辐射总量多，而甲地受赤道低气压影响，降水多，太阳辐射总量相对偏少，D正确。纬度较高，整体而言，其太阳高度相对较小，A错。其冬半年白昼时间较短，B错。地势不是主要影响因素，C错。故选D。
【点睛】影响太阳辐射多少的因素主要有：纬度（影响太阳高度角以及昼夜长短）、海拔（影响日照时间、天气、太阳辐射穿过大气层的路径等）、天气（影响日照时间、云层对太阳辐射的削弱等）、坡向（阴阳坡）、坡度（影响太阳高度角）等。
973计划2002007立项项目清单
2006CB705800
温室气体提高石油采收率的资源化利用及地下埋存
沈平平
郑楚光
中国石油集团科学技术研究院
中国石油天然气集团公司
教育部
2006CB805900
数学与其它领域交叉的若干专题
马志明
中国科学院数学与系统科学研究院
中国科学院
2006CB806000
超强超短激光与强场超快科学中若干重大挑战性问题
庞雄奇
中国石油大学（北京）
中国石油天然气集团公司
教育部
2006CB202400
碳酸盐岩缝洞型油藏开发基础研究
李阳
中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院
中国石油化工集团公司
2006CB202500
石油资源高效利用的绿色可持续化学
达志坚
中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院
中国石油化工集团公司
2006CB202600
卫生部
2006CB503900
2型糖尿病发生发展机制的研究
张辰宇
吴家睿
南京大学
中国科学院上海生命科学研究院
教育部
上海市科学技术委员会
2006CB504000
人类生育调节及其相关重要疾病的基础研究
段恩奎
中国科学院动物研究所
国家人口和计划生育委员会
中国科学院
2006CB504100
高原低氧等环境因素损伤适应机理与干预措施
刘丛强
贵州大学
贵州省科技厅
中国科学院
2006CB403300
黄淮海地区湿地水生态过程、水环境效应及生态安全调控杨Biblioteka 峰北京师范大学教育部
2006CB403400
海河流域水循环演变机理与水资源高效利用
973项目“空间灾害性天气的发生、发展和预报研究”圆满结题 “日地空间天气预报的物理基础与模式研究”
；
首 次 详 细 描 述 跨赤 道 太 阳 活 动
诊
、
供 图 ／汪 景 绣
断 日 冕 物 质 抛射 中大 尺 度 乃 至 全 球 尺 度 的 磁 场 连 接 性
发现 全球 尺 度准 同 时性 磁 通 量 浮 现 过 程
、
证 认 日冕 物 质
一 在 地 球 磁 尾 由 多卫 星 观 测 证 认 出
一
该 项 目取 得的 成果具 体表 现 在 ： ( 1 ) 提 出 重 大 空 间天 气 事件 的 太 阳 源 区 本 质 上 是 大
尺 度的
，
包 含 多尺 度
、
多重 磁 通 量 系统 的 相 互 作 用 和 全
球 尺 度 的 磁 场 连 接性 点和 研 究 路 线 之
一
，
在 国 际 上 成 为 两 派 代 表性 学 术 观
、
以及
并确 定 零 点 连 线 和 相 应 的 磁 场 拓 扑 分 隔 面
-
相关工
北 京 大学
、
中 国 科技 大 学
、
北京航
作 在 《自然
物 理 》 发表
一
。
空航 天 大 学
国 家 气 象 局 空 间 天 气监 测 预 警 中
。
(4 ) 第
次 通 过 空 间 日 冕 紫 外 光 谱 仪 测 定 太 阳大
”
“
空 间灾 害性 天 气 的
发生
、
发 展 和 预 报研 究
。
以 优 秀 的 成 绩 通 过 了 国 家 科技
●
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日地关系与空间天气的预警系统
日地关系与空间天气的预警系统日地关系是地球存在的基础之一，太阳作为地球的能源中心，对地球的生命和环境都有着重要的影响。
太阳的活动会导致空间天气的变化，而这些变化可能会对人类社会产生危害。
因此，建立空间天气的预警系统，对人类社会的稳定和可持续发展具有重要意义。
空间天气预警系统的意义空间天气是指太阳活动引起的电磁辐射、粒子辐射和磁场变化等现象。
这些现象在空间中传播，会对地球的大气层、电离层和磁层等产生影响，进而对人类社会的各个领域产生影响，如无线电通信、卫星导航、飞行器运行等。
比如，太阳风暴会产生大量的带电粒子和辐射，这些粒子和辐射会对人类身体健康和电子设备造成危害。
此外，太阳风暴还会对电力输送和通信网络等基础设施产生影响，造成经济损失。
因此，建立空间天气的预警系统，对于预测并减少太阳风暴等空间天气对人类活动的影响具有重要意义。
预警系统可以提前预报空间天气的变化，让人们提前采取行动，从而减少损失。
空间天气预警系统的原理空间天气预警系统基于对太阳风暴和其它太阳活动的观测和分析，利用物理模型对太阳风暴的产生和演化进行预测，同时对其对地球的影响进行分析和评估，从而给出相应的警报。
预警系统包括两个主要部分：太阳观测和地球观测。
太阳观测利用卫星和地面望远镜等手段，对太阳的活动进行观测和分析。
地球观测则利用空间探测器、地面测量仪器等手段，对太阳风暴对地球的影响进行监测和分析。
太阳观测是预警系统的关键之一。
太阳活动的变化会对空间天气产生重要影响，因此太阳观测必须准确，遍布各个波段，从可见光到射电波段。
另外，必须有足够多的观测数据，覆盖太阳表面和磁层等各个层次。
地球观测是预警系统的另一个重要组成部分。
地球观测需要覆盖地球磁层、电离层、大气层等各个领域，在关键时刻能够及时对空间天气的影响进行监测并发布警报。
此外，地球观测还需要建立完善的数据存储和分析系统，以便对预警数据进行处理和分析。
空间天气预警系统的应用空间天气预警系统的主要应用领域包括航空航天、通信和卫星导航、电力系统等。
空间天气预报与预警技术
空间天气预报与预警技术：保护地球的生命线天气对人类来说，一直是非常重要的话题。
无论是晴天还是雨天，都会对人们的日常生活和工作带来影响。
尤其是在一些极端天气的情况下，比如台风、龙卷风、地震等灾害，无论是对城市的建筑还是对人类的身体健康都会造成极大的威胁。
因此，我们需要了解，及时做好应对措施，保护地球的生命线。
一、空间天气预报技术空间天气预报是指对地球周围的空间环境进行研究，通过多种手段对日地系统、太阳活动、各种宇宙射线、行星发生的电磁、粒子、辐射等空间环境进行预报和研究，并进行科学研究及商业运用。
目前，空间天气预报技术主要包括遥感、探测和天气预报模型三个方面。
遥感技术能够通过卫星观测对大气层、电离层、磁层等多种物理现象进行定量监测和测量。
探测技术则是通过各种地面和空中探测设备进行研究，例如磁场探测器、电场探测器等。
天气预报模型则是将各种监测和测量数据进行分析、处理和归纳，建立起完善的天气预报模型，以便对未来天气走势进行精准预报。
二、空间天气预警技术空间天气预警技术是指根据空间天气预报技术，对于即将到来的灾害进行预测并发出相关警报的技术。
空间天气预警技术的目的是及时提醒人们，做好防御措施，避免人员伤亡和财产损失。
目前，空间天气预警技术主要是通过卫星和地面设备进行监测和传输警报。
卫星系统可以对于海洋、陆地和空气等多种系统进行监测，并实时传输数据。
地面设备则可以对于地震、矿山崩塌等灾害进行监测，并在最短时间内给出警报。
三、的应用已经在很多领域得到了广泛的应用，例如军事、航空、航天、卫星通信、铁路、船舶、电力、防灾减灾等多个领域。
在航空领域，空间天气预报技术可以对于飞机飞行路线进行预报，从而避免遭遇空中颠簸和气流等情况。
在电力领域，空间天气预报技术可以预测地磁场变化，从而减少输电线路被破坏的风险。
值得一提的是，在航天领域，的作用尤为重要。
宇航员在航天中承受着极端的环境和危险。
因此空间天气预报技术必须应用到宇航员航天任务的每一个阶段，对于太阳、宇宙射线、地磁场和电离层等因素进行全方位预报和测量，以确保宇航员的安全和航天任务的成功。
地球科学
地球科学是以地球系统(包括大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空间)的过程与变化及其相互作用为研究对象的基础学科。
主要包括地理学(含土壤学与遥感)、地质学、地球物理学、地球化学、大气科学、海洋科学和空间物理学以及新的交叉学科（地球系统科学、地球信息科学）等分支学科。
人类生活在地球上，衣食住行等一切活动都离不开地球。
如人们要靠山川大地获取生活资料以维持生命，要从地球中开采矿物资源制造生产和生活工具，要了解地球上的自然地理和气候条件以便发展生产，要与地球上发生的各种自然灾害作斗争。
因而，人类在长期的实践中逐步加深了对地球的认识，并且逐渐形成了一门以地球为研究对象的科学——地球科学（geoscience）。
地球科学简称地学，是数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学大基础自然科学之一。
地球科学以地球为研究对象，包括环绕地球周围的气体（大气圈）、地球表面的水体（水圈）、地球表面形态和固体地球本身。
至于地球表面的生物体（生物圈），由于其研究内容广、分支学科较多、且研究方法具有特殊性，因而已独立成一门专门的基础自然科学——生物学。
但生物的起源与演化、生物体与生存的地球环境之间的关系也属于地球科学的研究范畴。
地球科学是一门理论性和应用性都很强的科学。
它不仅承担着揭示自然界奥秘与规律的科学使命，同时也为生活在地球上的人类如何利用、适应和改造自然提供科学的方法论。
随着生产和科学技术的发展，地球科学的研究内容和领域也不断地深入和扩展，逐渐形成了日臻完善的由多学科组成的综合性学科体系。
地球科学目前主要包括地质学、地球物理学、地理学、气象学、水文学、海洋学、土壤学、环境地学等学科。
其中，地质学（geology）由于其研究领域广博、分支学科较多，并且以研究地球的本质特征为目的，因而成为地球科学的主要组成部分，以至于人们有时把地质学和地球科学作为同义语使用，其实两者的含义是有差别的，它们具有包容关系。
随着科学的发展，地球科学还会不断地诞生新的学科和出现一些边缘学科。
空间灾害性天气变化是如何发生的
空间灾害性天气变化是如何发生的空间灾害性天气事件，通俗地说，指由太阳爆发引起的日地空间环境剧烈扰动及其对人类活动造成的灾害性影响。
日地空间环境，有时也称近地空间环境，一般指从地球表面附近直至太阳的广阔空间。
地球大气从大约60千米开始，由于太阳远紫外和Ｘ射线等辐射的作用，大气分子逐渐电离，电离程度随着高度的增加而增大，但离子和中性分子间仍然存在频繁的碰撞。
这一区域严重影响无线电波的传播，人们把这部分大气叫做电离层。
在数千千米高度以上，由于大气十分稀薄且空气分子完全电离，电离成分的运动受地球磁场控制，因而电离层以上的地球大气叫做地球磁层。
太阳由于质量很大，引力作用使太阳内部物质受到极大压力和高温影响，形成原子核的聚变反应从而释放出巨大的能量，太阳外层大气保持着高温电离状态，不断向行星际空间释放，其速度在太阳宁静状态下一般为每秒数百千米，叫做太阳风。
在太阳风的作用下，地球磁场连同它控制下的地球磁层整个发生变形，向日一侧被压缩，背日侧则被拉长，磁层顶隔开磁层和太阳风，地球磁层的形状很像一个拖着长尾巴的彗星。
随着科学技术的发展和人类对自然认识的深化，这一空间领域已经成为人类活动的新环境，各种应用卫星的轨道高度从几百千米到两三万千米，而专门设计的各种探测卫星可到达其它行星附近；另外，许多地面技术系统利用空间环境或受到它的影响。
现在看看太阳，它是地球能量的最主要来源，太阳辐射有很宽的频带，从波长很短的Ｘ－射线，极紫外，紫外，可见光和红外，一直到无线电波，而绝大部分能量集中于可见光和红外波段。
太阳在可见光波段的辐射情况相当于6000度的一个黑体辐射。
然而，导致Ｘ－射线和极紫外辐射的那些过程，可以有几百万度的高温。
太阳还有小部分能量以物质和磁场的形式送出来，例如前面提到的太阳风，有时会从太阳大气上部（日冕）磁场相对较弱的区域喷发出大量电离物质并带有太阳磁场，叫做日冕物质抛射。
太阳条件并非稳定不变，而是处于经常的活动状态，就导致空间环境变化的远紫外、Ｘ射线、高能电子和质子、太阳物质输出而言，引起它们变化的太阳活动可分为渐变型与爆发型两类。
日地空间（doc-文档）
§3 日地空间日地空间包括太阳、太阳与地球之间的行星际空间（主要物质是太阳风与行星际磁场）和地球空间。
太阳是地球上所有生命的源泉，太阳的变化，制约着地球空间的状态，也影响日球空间。
因此，太阳虽是一颗普通的恒星，但在太空科学中的地位极为特殊。
了解了太阳的特征和变化规律，就很容易理解地球空间是怎样的形态，为什么那样变化，为什么会有日球等等。
基于以上考虑，我们从太空诸层次的中间出发，向更小、更大的层次延伸，以便更清楚的了解对人类有直接影响的太空变化的因果关系。
3.1 太阳太阳是太阳系中最大的物体，她含有太阳系大约99.8%的质量，主要由氢和氦构成。
从质量上来说，太阳含有大约75%的氢和25%的氦，从原子数上来说，氢约占93.1%，氦约占7.8%，其它(金属)仅占0.1%。
太阳的直径为1.39×106km，是地球的109倍，其体积则是地球的130万倍。
太阳总能量输出是3.82×1026W，到达地球的能量为1.73×1017W，单位时间内在地球表面接收到的辐射能为1.37kW/m2（太阳常数）。
3.1.1太阳的结构一、太阳内部结构根据在太阳内各部分发生的不同过程，可将太阳内部分成四个区域：日核、辐射区、界面层和对流区。
太阳的中心称日核，厚度约为太阳半径的四分之一。
太阳能量在太阳的深核中产生。
在那里，温度高达1.5×107度，密度高达151g/cm3(大约是金的10倍)，因而发生核聚变反应(41H +2e→4He +2中子+ 6 光子)。
每个氦核比初始质子的质量小3%，根据爱因斯坦方程E=mc2，这个差别转换为能量。
产生的能量然后被带到太阳表面(光球层)，在那里作为光和热释放出来。
太阳的绝大多数能量以可见光的形式出现，它的变化率最小。
太阳也产生紫外、χ射线、γ射线和射电发射，这些电磁辐射的变化率远比可见光的高。
从中心往外，温度和密度逐渐减小降低，在日核的边缘（约距中心175，000km），温度仅为中心的一半，密度降20g/cm3到。
文山州天气气候特点及灾害性天气预报着眼点
文山州天气气候特点及灾害性天气预报着眼点
张文;汪德;杨松福;龙春华;王郦;朱纬;蒋盛闻;严直慧
【期刊名称】《云南地理环境研究》
【年(卷),期】2011()S1
【摘要】简述文山州的天气气候特点,对文山州的主要影响系统下的天气特点进行说明,文山州的主要影响系统包括:昆明准静止锋、切变线(两高间辐合)、南支槽、西南涡、西行台风、孟加拉湾风暴。
对文山州的主要灾害性天气的预报着眼点进行了分类分析,包括对强降雨、强对流、强冷空气、气象地质灾害的预报,并给出相应预报指标。
【总页数】6页(P77-81)
【关键词】天气气候;灾害性天气;预报
【作者】张文;汪德;杨松福;龙春华;王郦;朱纬;蒋盛闻;严直慧
【作者单位】文山州气象局
【正文语种】中文
【中图分类】P942
【相关文献】
1.朝阳地区气候特点及灾害性天气分析 [J], 刘志鹏;孙奇;毕明林;苏华
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3.973项目“空间灾害性天气的发生、发展和预报研究”圆满结题“日地空间天气预报的物理基础与模式研究”成功立项 [J], 甘为群;汪景琇
4.三峡地区超高压输电线路气候特征简析与灾害性天气预报系统的实现 [J], 王辉;宋雪峰;陈达;方权
5.2004年六盘水市灾害性天气决策及重大活动天气预报服务个例分析 [J], 吴华洪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
人教版全国通用高中地理宇宙中的地球重点归纳笔记
(名师选题)人教版全国通用高中地理宇宙中的地球重点归纳笔记选择题1、太阳是一颗会发光、发热的恒星。
太阳辐射以电磁波的形式向宇宙空间释放能量，虽然到达地球的太阳辐射只占太阳辐射总量的二十二亿分之一，但对地球产生的影响非常大。
图1为太阳结构和太阳活动示意图。
据此完成1～2题。
（1）发生在日冕层的主要太阳活动是（）A.耀斑B.太阳黑子C.太阳风D.日珥（2）太阳外部结构温度由外向内的变化规律是（）A.高—低—高B.低一高一低C.逐渐升高D.逐渐降低答案：CD【提示】太阳活动对地球的影响解析：暂无解析【解答】（1）C解析：本题考查太阳外部结构与太阳活动，同时考查学生获取和解读地理信息的能力。
日冕层为太阳最外层，主要发生的太阳活动为太阳风；耀斑和日珥发生在太阳的色球层；太阳黑子发生在太阳的光球层。
故C 选项正确。
（2）D解析：本题考查太阳外部结构的温度变化，同时考查学生获取和解读地理信息的能力。
太阳的外部圈层就是太阳外部的大气层，它由三个层次组成。
太阳外部的大气层由外向内依次是日冕层、色球层、光球层。
光球层可见光最多，最明亮，温度最低；由光球层向外，可见光越来越少，亮度越来越暗，温度越来越高。
故D选项正确。
2、崇明岛（下图）属于冲积岛。
崇明岛已有1300年的历史，1200余平方千米的面积。
值得一提的是，崇明岛到现在还在长个儿，每年增大5平方千米，按照这个速度扩大，崇明岛在50年后将与大陆完美相连。
据此完成（1）~（2）题。
（1）长江入海口处的崇明岛面积不断增大的原因是（）A.泥沙淤积B.填海造陆C.长江断流D.地壳运动（2）50年后崇明岛最可能（）A.与北侧相连B.与南侧相连C.与南北都连接D.与南北都不连接答案：AA【提示】地表形态变化的原因和地质构造地转偏向力对地表水平运动物体的影响解析：暂无解析【解答】由图可知，崇明岛处于长江的入海口，K江流经的地区有很多泥沙流入江中，在入海口处江面变宽，水势变缓，泥沙沉积，日积月累堆积成崇明岛，且．其面积不断增大，BCD错误。
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创新研究思路
通过超过一个太阳周的空间灾害事件的跨 学科的联合数据分析和统计研究，在揭示 空间天气形成、发展和影响的链锁和因果 关系上取得突破性进展 集成太阳、行星际和地球空间暴等爆发现 象研究成果，创立以“磁大气天气学”为 基本构架的空间天气科学研究的理论体系
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
二. 任务调整考虑
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
调整的依据
两年来项目有那些主要进展和未完成的 工作？ 国际上近年有那些重大空间天气监测设 备投入工作？ 国际上近年空间天气科学和应用研究的 动向如何？ 对未来三年调整的进一步思考有那些？
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
SAIC
NCSA
University of Colorado NCAR/HAO NOAA/SEC
Dartmouth College
University Boston
labama A&M UniversiAtyLeabharlann Rice University
Florida Institute of Technology
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
（2）发展CME源区、初发、传播、相互作用 和对地有效性研究成果，开始CME预报努力
项目的一个优势研究方向（课题组3、4)
23周完整子样的系统研究－（1）对地CME完整 子样－大尺度源区，与活动区和表面磁活动联 系， CME和激波、CME－CME相互作用，CME对 地有效性；（2）行星际磁云完整子样－日面 源区，与CME的联系，决定磁云结构的日面和 CME特征（2008－2009）
三. 调整意见
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
（1）强化数据积累与联合数据分析
编制23周期间重大或典型空间天气事件子样 目录 提出表征重大或典型空间天气事件的典型空 间环境参量，并收集子样目录期间该参量的 观测数据 进行常规分析，规范处理，将结果整理成相 应的图表等表述形式，并给出分析结论 集合各组提供的观测数据，形成23周灾害性 空间天气事件子样（数据库）；编辑整理成 23周灾害性空间天气事件集 总结统计规律，以为进一步物理研究之基础 收集24周上升相重大事件，并与23周统计规 律比较
空间天气状态的指标体系） § 6类模式预报：
涉及行星际、 地磁层、电离 层。目前还没 有太阳活动模 式预报。
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
空间天气预报模型研究非常活跃（2/2)
物理为基础的，数值的模型
太阳
日冕
太阳 风
磁层
电离 层
需要更好的提前 1－3天
CME 预报
耀斑 CME
高能 粒子
激波 到达
日地空间灾害性天气的发生发展和预
报研究
Stereo
（日地关系天文台）
第一次由两个卫星从不同角度 观测CME源区、结构、传播方
向、速度 、对地影响的有效性
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
Hinode 第一次在0.3’’的空间分辨率 下观测太阳磁场的结构和演化
▪ 太阳光学望 远镜 （FG/SP)
空间天气 模式和预 报研究
背景太阳风和重联模型， CME初发预报，
CME到达时间预测，电离 从驱动源到近地
层气候学模型，磁活动因 素耀斑耀斑预报
空间连锁（因果） 关系，模型集成 和预报
日地空间灾害性天气的发生发展和预
报研究
Stereo
SDO April 2008
太阳动力学天文台
日地关系天文台
Hinode 2. 重大设备发展
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
五年预期目标
➢基本把握空间灾害天气发生和发展总体过程 ➢构筑以“磁大气天气学”为基本框架的空间
天气科学研究体系，并在太阳和空间物理若 干基本问题研究中取得实质性学科进展 ➢发展空间灾害天气研究中的新方法和新模式 ➢集成多学科交叉合作研究成果，发展空间灾 害天气预报的物理基础、方法和规范 ➢为 “十二 · 五” 空间探测做好科学积累
日地联系和空间天气域各层次耦合和相互作 用的研究前两年努力不够，必须加强
对空间天气背景模式和预报模型的研究必须 有系统和协调一致的努力
要着力发展“磁大气天气学”的理论框架
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
第24太阳周已经在本月开始
24周黑子北半球 前导极性为负
24周黑子 23周黑子
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
未来三年的目标（2/2）
➢构建“磁大气天气学”的基本理论框架， 并在太阳和空间物理若干基本问题研究中 取得实质性学科进展
➢做好现有几个重大空间天气探测项目的科 学目标凝练和科学预研，并在项目科学进 展的基础上提出1－2项未来空间探测的新 概念和新思路
➢培育就重大科学问题进行多学科合作研究 的科学传统，培养能组织和领导交叉学科 领域创新研究的优秀学者
经验模型和数值模拟模型都不能取代新思路和新的 理论框架。真正推动相关学科进步的是提出新的物 理思路和理论框架，并为实验和观测所证实。
“磁大气天气学”可能更代表了学科的性质和问题 的本质。
组织磁大气天气学研究小组，由项目首席负责组织 扩展的学术讨论和攻关研究，每年平均组织2次合作 研究，探寻其中的基本问题和主导性的科学规律。
磁层、电离层、中高层大气耦合（5、6）－ 灾害性空间天气的对地球空间有效性研究， 由第六课题组牵头
项目专家组和项目首席把耦合研究作为后三年 努力的重点
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
（4）进行空间天气的模式集成及 空间天气预报研究
项目第7课题组在空间天气预报研究和为国家重大空 间计划服务上作了大量工作，但在模式集成研究方面 面临挑战，加强第7组的集成研究力量成为后三年的 重要任务。拟吸收（1）“国家空间天气监测预警中 心”熟悉高能粒子预报的研究人员，（2）吸收熟悉 太阳风－磁层联系的研究人员参加相应工作 项目第4、6组在空间环境背景和扰动传播模型研究中 均取得显著成绩。4、5、6组与第7组的结合，将加强 “空间天气的发展和太阳活动的效应预报”的研究， 并形成以磁流体力学为基础的CME传播、到达时间和 磁层、电离层响应的预报模型。 预报集成等强化研究需要增加3－5位新成员 为筹办我国自己的空间天气模型中心做好准备
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
CISM 的主要模型要素
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
4. 调整思路
利用Hinode、Stereo、SDO、THEMIS等大型 设备和国内观测，研究空间灾害天气发生机 理是项目最重要的目标之一
空间灾害天气初发的预报在国际上最薄弱， 应当成为本项目的重点和特点
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
太阳耀斑模型示意图
地球磁层示意图
一个太阳活动区的尺度
约40RE～日面350角秒
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
（5）发展磁大气天气学理论框架
空间天气科学的复杂性。我们今天的努力方向是否 正确，是否抓住了本质？
空间天气预报提出的是一个新的科学问题。单单在 各自领域的努力很难导致实质性的学科进步。
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
（6）重大空间项目科学预研
项目有责任组织对我国重大空间天气探测计 划的科学目标凝练和科学问题预研 中法太阳小卫星计划（SMESE）（国家立项， 已完成A项研究） Kuafu空间天气监测计划（预研国家立项） 空间太阳望远镜计划（SST）（处在凝练科 学目标和偏振光学核心技术研究阶段） 国家大科学工程“子午工程”（国家立项）
CME可预报性探讨，预报判据提取（2009－）
CME唯像预报模型和物理模型（2010－）
由第三课题组重点组织相关研究
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
（3）加强三个耦合研究
太阳光球和日冕的耦合（1、2、3）－ 灾害 性空间天气的起源问题，由第二课题组牵头
太阳大气、行星际与地球空间的耦合（3、4、 5）－ 灾害性空间天气的传播与发展问题， 由第四课题组牵头
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
四. 未来三年目标
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
未来三年的目标（1/2）
➢ 基本把握空间灾害天气发生和发展总体过程，特 别是对空间灾害天气的决定性因素CME源区、初 发过程、传播和相互作用、对地有效性作出国际 上有重要影响的工作
➢ 集成多学科交叉合作研究成果，发展和建立空间 灾害天气预报的空间环境背景模式，预报的观测 判据和物理基础，为我国重大航天任务服务的主 要预报模型：（1）太阳耀斑和CME发生的预报模 式（2）CME在背景太阳风中传播和对地影响的预 报模式，（3）磁暴和空间粒子暴预报模式，（4） 电离层扰动和通讯保证预报模式
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
主要研究内容
空间天气发生的驱动源研究
➢ 导致太阳爆发和空间灾害性天气的太阳磁场的结构 演化特征和磁流体动力学过程
➢ 导致空间灾害性天气的太阳耀斑爆发、日冕物质抛 射的源区、初发物理过程，对地有效性
空间天气的发展过程研究
➢ 太阳和行星际的耦合，太阳爆发在行星际的传播和 相互作用
➢ 行星际和磁层的耦合，磁层空间暴 ➢ 太阳、行星际和磁层能量输入的电离层响应
日地空间灾害性天气的发生发展和预 报研究
空间天气的预报研究
空间天气的可预报性研究 基础研究成果的转化和灾害性空间天气过 程的预报原理和方法研究 我国重大空间活动、特别是载人航天和探 月工程的安全保障－－（1）灾害性预报模 式研究：质子事件预报，CME初发和对地有 效性预报，行星际磁场南向和地球空间暴 预报；（2)预报服务保障研究：空间环境 模式，空间天气预报和效应分析