央視網(wǎng)消息:中國(guó)氣象局消息,根據(jù)我國(guó)“羲和號(hào)”衛(wèi)星觀測(cè),近日,太陽(yáng)發(fā)生了一次壯觀的日珥爆發(fā)事件,大量的等離子體物質(zhì)和能量被拋向太空。這次爆發(fā)的威力極其強(qiáng)大,劃出了一條長(zhǎng)達(dá)約40萬(wàn)公里的熾熱等離子體溝壑,其長(zhǎng)度大致相當(dāng)于地球到月球的距離。
日珥是由太陽(yáng)等離子體構(gòu)成的較冷且密集的絲帶,它們可以通過(guò)磁場(chǎng)懸浮在太陽(yáng)表面上,當(dāng)這些日珥變得不穩(wěn)定時(shí),可能會(huì)劇烈爆發(fā),有時(shí)會(huì)引發(fā)日冕物質(zhì)拋射,觸發(fā)地球上的地磁暴,但這次事件發(fā)生在太陽(yáng)的東邊緣,并未對(duì)準(zhǔn)地球,所以沒(méi)有造成明顯的近地空間環(huán)境變化。
太陽(yáng)活動(dòng)仍處峰年 空間天氣災(zāi)害還將頻發(fā)
像這樣的日珥爆發(fā)事件,如果朝向地球,就可能引起近地空間天氣變化。與地球上的“風(fēng)雨雷電”類似,太陽(yáng)和地球之間的廣袤空間也有“天氣變化”,稱為空間天氣,主要包括太陽(yáng)風(fēng)、地磁暴、電離層擾動(dòng)等。災(zāi)害性空間天氣可導(dǎo)致衛(wèi)星失效、通信中斷、導(dǎo)航偏差、電網(wǎng)癱瘓等重大風(fēng)險(xiǎn)。專家表示,隨著太陽(yáng)活動(dòng)高年的到來(lái),類似的事件已多次發(fā)生,目前太陽(yáng)活動(dòng)雖然有所減弱,但仍處于較高水平,未來(lái)太陽(yáng)仍有可能出現(xiàn)大規(guī)模爆發(fā)。
太陽(yáng)活動(dòng)具有約11年的周期性變化規(guī)律,從2019年開(kāi)始的第25個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周已進(jìn)入峰年階段,2024年和2025年都是太陽(yáng)活動(dòng)的高發(fā)期。研究發(fā)現(xiàn),本次太陽(yáng)活動(dòng)周比上一個(gè)太陽(yáng)周期更為強(qiáng)烈。
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心副主任李暉稱:“從2024年到今年,太陽(yáng)上大概有60余次X級(jí)別的大耀斑產(chǎn)生,一次X級(jí)別耀斑的能量大概相當(dāng)于中國(guó)30萬(wàn)年用電量的這樣一個(gè)水平,這些X級(jí)耀斑會(huì)引發(fā)日冕物質(zhì)拋射,傳播到地球以后會(huì)引起空間環(huán)境的劇烈擾動(dòng),2024年5月,多個(gè)X級(jí)耀斑引發(fā)了特大磁暴事件;在2024年10月份也有一個(gè)超大磁暴,引起了我國(guó)電離層大面積的減弱甚至消失,對(duì)我們的通訊導(dǎo)航造成了很強(qiáng)的擾動(dòng)和危害?!?/p>
預(yù)計(jì)到2030年本輪活躍期結(jié)束前,太陽(yáng)仍可能出現(xiàn)大規(guī)模爆發(fā),尤其是日冕物質(zhì)拋射和X級(jí)耀斑可能引發(fā)強(qiáng)地磁暴。
太陽(yáng)活動(dòng)頻繁 太空資產(chǎn)安全面臨挑戰(zhàn)
隨著人類科技的進(jìn)步,太陽(yáng)爆發(fā)活動(dòng)導(dǎo)致的空間天氣災(zāi)害的影響將越發(fā)顯著,尤其對(duì)在軌航天器和地面通信系統(tǒng)的威脅增大。專家提醒,活躍的太陽(yáng)活動(dòng)引發(fā)的空間天氣災(zāi)害正使得太空資產(chǎn)安全面臨更大挑戰(zhàn)。
當(dāng)前,我國(guó)太空資產(chǎn)規(guī)模持續(xù)壯大,在軌航天器數(shù)量已超1000顆,太陽(yáng)活動(dòng)進(jìn)入高活躍狀態(tài),空間天氣災(zāi)害頻頻發(fā)生,給太空資產(chǎn)安全帶來(lái)了更大挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),在軌衛(wèi)星故障有一半左右是受到空間天氣事件的影響。

此外,太陽(yáng)爆發(fā)之后產(chǎn)生大量的高能粒子會(huì)穿過(guò)衛(wèi)星的電子器件,影響儀器發(fā)出的指令與數(shù)據(jù)圖像,同時(shí)也會(huì)給航天員艙外作業(yè)安全等帶來(lái)不利影響。
人工智能賦能空間天氣預(yù)報(bào)取得新進(jìn)展
太陽(yáng)活動(dòng)仍處于高發(fā)期,因此高效、精準(zhǔn)的空間天氣預(yù)報(bào)尤為重要。目前,我國(guó)人工智能賦能空間天氣預(yù)報(bào)取得了新的進(jìn)展。
記者向大家展示了我國(guó)自主研發(fā)的、世界首個(gè)面向空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的人工智能模型。據(jù)了解,這個(gè)模型將于近期正式對(duì)外發(fā)布,它能夠預(yù)報(bào)太陽(yáng)爆發(fā)影響地球的全過(guò)程,將為復(fù)雜空間天氣智能預(yù)報(bào)提供新的技術(shù)手段。
國(guó)家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心主任王勁松稱:“在此之前,我們實(shí)際上已經(jīng)構(gòu)建了從太陽(yáng)到地球的多個(gè)這種人工智能的模型,比方說(shuō)針對(duì)太陽(yáng)風(fēng)的模型,叫‘煦風(fēng)’,這個(gè)是針對(duì)地球磁場(chǎng)的,叫‘天磁’,針對(duì)地球電離層的叫‘電穹’,分別針對(duì)不同的區(qū)域進(jìn)行預(yù)報(bào),但是它沒(méi)有體現(xiàn)從太陽(yáng)到地球整個(gè)因果鏈的物理的這種關(guān)系,就不可能提高它的預(yù)報(bào)水平。因此我們就發(fā)明了一種耦合優(yōu)化器,把所有這些大模型裝起來(lái),構(gòu)建了一個(gè)可以插拔的、未來(lái)可以更新的空間天氣鏈?zhǔn)降娜斯ぶ悄苣P?,叫‘風(fēng)宇’,使得上下游的模式之間能夠相互學(xué)習(xí)、相互傳遞,相互提高對(duì)方的精度?!?/p>

據(jù)介紹,空間天氣涉及太陽(yáng)、行星際空間、地球磁層、電離層等多個(gè)圈層的相互作用,物理機(jī)制極為復(fù)雜,目前我國(guó)已經(jīng)建立起天地一體化的觀測(cè)體系,如何將海量數(shù)據(jù)快速融合,縮短傳統(tǒng)數(shù)值模型的計(jì)算耗時(shí),就需要人工智能的幫助。通過(guò)這個(gè)模型,將觀測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模式生成的數(shù)據(jù)結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)從空間天氣監(jiān)測(cè)、建模到預(yù)警的全鏈路智能化,來(lái)實(shí)現(xiàn)快速、實(shí)時(shí)的空間天氣預(yù)測(cè)。
人工智能賦能空間天氣預(yù)報(bào)取得新進(jìn)展:實(shí)時(shí)自動(dòng)識(shí)別太陽(yáng)風(fēng) 助力空間天氣預(yù)報(bào)
記者了解到,人工智能正在助力空間天氣監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)以及研究的各個(gè)環(huán)節(jié),比如一次太陽(yáng)風(fēng)事件,捕捉到它的跡象、分析它的來(lái)源都可以實(shí)時(shí)進(jìn)行,以更好地預(yù)報(bào)出它未來(lái)的發(fā)展和影響。
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心副主任李暉稱:“AI技術(shù)賦能空間天氣預(yù)報(bào),我們這里面做的實(shí)際上是根據(jù)太陽(yáng)風(fēng)觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)推斷這一段的太陽(yáng)風(fēng)究竟是從太陽(yáng)表面哪個(gè)源區(qū)產(chǎn)生的,我們叫太陽(yáng)風(fēng)源區(qū)的自動(dòng)識(shí)別或者自動(dòng)分類?!?/p>

太陽(yáng)風(fēng)是指太陽(yáng)外層大氣向外射出的高速帶電粒子流,它與地球磁場(chǎng)及大氣相互作用,可能會(huì)引發(fā)磁暴、產(chǎn)生極光、干擾衛(wèi)星通信與電網(wǎng)系統(tǒng)等。不過(guò),源于太陽(yáng)表面不同位置的太陽(yáng)風(fēng)所造成的空間天氣的效應(yīng)也不一樣,有了人工智能的自動(dòng)識(shí)別,可以為空間天氣預(yù)報(bào)提供更有效的信息支撐。
人工智能賦能空間天氣預(yù)報(bào)取得新進(jìn)展:天地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警 提升衛(wèi)星自身防護(hù)
針對(duì)隨機(jī)發(fā)生的太陽(yáng)爆發(fā)事件,我國(guó)正不斷完善天地一體化監(jiān)測(cè)預(yù)警體系。專家表示,與此同時(shí),提升衛(wèi)星系統(tǒng)自身防護(hù)能力也同樣重要。
為了第一時(shí)間捕捉太陽(yáng)爆發(fā),及時(shí)做出預(yù)報(bào)預(yù)警,我國(guó)已建立起天地一體化空間天氣監(jiān)測(cè)體系,“風(fēng)云衛(wèi)星”“羲和號(hào)”和“夸父一號(hào)”衛(wèi)星在空中緊盯著太陽(yáng)的一舉一動(dòng);在地面,中國(guó)氣象局布局73個(gè)臺(tái)站,國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——子午工程布局了31個(gè)臺(tái)站近300臺(tái)設(shè)備,首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)日地空間環(huán)境全圈層多要素的立體式綜合探測(cè);空間天氣鏈?zhǔn)綌?shù)值預(yù)報(bào)模型和人工智能預(yù)報(bào)模型的建成,也將為復(fù)雜空間天氣預(yù)報(bào)提供新的技術(shù)手段。專家建議,在不斷加強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)警的同時(shí),也需提升衛(wèi)星系統(tǒng)自身防護(hù)能力。

國(guó)家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心主任王勁松稱:“從航天器的設(shè)計(jì)開(kāi)始,一直到它最后的運(yùn)行,各個(gè)環(huán)節(jié)都必須要考慮到空間天氣的影響。比如衛(wèi)星設(shè)計(jì)的時(shí)候,就要根據(jù)太陽(yáng)活動(dòng)的強(qiáng)弱去判斷,在它的壽命期間可能經(jīng)受到的輻射上下限是多少,做好相關(guān)防輻射的設(shè)計(jì);另外,像衛(wèi)星在不同的軌道可能遇到的這種由于空間天氣變化而導(dǎo)致它受到阻力變化的時(shí)候,它上面所帶的燃料甚至衛(wèi)星的樣子和它飛行的姿態(tài)都必須有很多的考慮?!?/p>

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心副主任李暉稱:“我們希望是衛(wèi)星上引入人工智能,有這樣一個(gè)智能的芯片,它不再完全依賴地面做預(yù)報(bào)再傳給它一個(gè)指令,它是就地采樣、就地分析、就地決策,所以我們希望未來(lái)是有一個(gè)自主智能的手段?!?/p>