在神秘空间的起步与跨越——中国气象局空间天气业务发展综述

字体 2011-09-30 11:17:13      来源: 中国天气网

中国气象报记者吴越 张静 报道 浩瀚寰宇奥秘无穷,始终站在科学前沿的中国气象局国家空间天气监测预警中心(以下简称预警中心)为揭开一个个谜团,不断进行着探索。

空间天气业务是传统气象领域的拓展,是气象事业的重要组成部分,是国家基础设施现代化的重要标志之一。空间天气和其他气象业务的配合可以实现从太阳到地球表面气象环境的无缝隙监测和预报,并成为相关气象综合服务的基础。自2002年起步,中国气象局空间天气业务在一场场空间天气服务保障的实战与历练中大步发展,成绩显著。

对于中国气象局空间天气业务这九年来的发展,中国气象局局长郑国光曾给予充分肯定:“空间天气监测预警业务从无到有,边建设边应用边服务,风云系列卫星有效载荷的研发能力逐步加强,地面空间天气监测预警观测网逐步建立,业务服务体系初步形成,在国内外形成了一定的影响力。”

跋涉,九载风雨兼程

作为世界上最早认识到必需建立空间天气业务系统的气象机构之一,早在上个世纪90年代后期,中国气象局便根据国际气象探测和天气预报业务向高层空间发展的趋势,结合自身业务发展的需求,从风云系列卫星在轨安全运行的实践经验出发,开始了对空间天气的探测,并提出开展空间天气监测预警的业务计划。

在中国气象局党组的高度关心和大力支持下,2002年6月1日,预警中心成立,标志着我国国家级空间天气业务的正式开始。此后,空间天气业务在监测、预报、服务和科研等方面得到全面发展,九年来留下了一个个深刻又难忘的痕迹——

2003年,中国气象局在气象中长期发展规划中将空间天气列为中国气象事业的一个重要组成部分。

2004年7月1日,中国气象局在京召开了预警中心业务运行正式启动新闻发布会,标志着我国空间天气业务从科学研究前沿走向日常社会公益服务领域。

2006年1月印发的《国务院关于加快气象事业发展的若干意见》中明确要求,气象部门要做好空间气象保障,加快空间天气监测预警网络建设,发展空间天气预警预报业务,提高空间天气灾害监测和空间环境变化预警能力。

2010年1月,国务院颁布的《气象灾害防御条例》第三十三条明确规定各级气象主管机构应当做好空间天气灾害的监测、预报和预警工作。

2010年5月3日,世界气象组织空间天气计划协调组正式成立,开始国际空间天气业务的协调。由于预警中心在空间天气业务方面取得的可喜成绩,从而跻身成为两个联合主席单位中的一员。

开拓,构建国家级业务体系

空间天气业务体系按照气象业务体系结构进行设计,是一个相对独立而完整的体系,包括监测、预报和服务三个方面。目前,天地相结合的监测系统、不断规范的预报预警系统、面向用户的应用服务构架不断完善,业务引领的科技创新队伍不断发展。

在设计之初,空间天气业务监测便以天地一体化为目标,这是中国空间天气业务不同于其他国家的显著特色。在天基监测方面,我国以风云系列卫星为核心,充分利用现有风云卫星平台装载空间天气仪器,大力推进空间天气天基监测,在轨的6颗风云卫星装载有5类空间天气监测设备,全部实现在线业务应用;在地基监测方面,在气象监测与灾害预警工程等项目的支持下,在14个省(自治区、直辖市)陆续建设了太阳、电离层和高层大气监测台站,共计9类近20套设备正陆续投入业务运行或试运行,地基空间天气专业网初步形成。预警中心还充分利用现有的GPS/MET台网进行有效的、大空间覆盖的电离层TEC观测。

系列化的天基监测和网络化的地基监测有效配合,使我国空间天气的监测能力得到大幅提升。

随着业务发展,预警中心一直致力于将气象预报预测系统的成熟经验引入空间天气预报业务中。目前,我国已具备对太阳活动、行星际、磁层、电离层和中高层大气等关键区域的关键要素做出长期、中期、短期预报以及预警和现报的能力,具备综合数据分析能力、初步的定量化分析能力与模式预报能力,形成系列化的预报产品。预警中心还完成了国内第一部《空间天气业务预报技术规范》,制定了14项预报业务规范,初步制定了预报产品质量检验标准,对于关键空间天气参数的预报准确率居国内先进水平,与国际水平相当。

实力,经受重大服务保障检验

作为科学家不断探索的前沿领域,空间天气不仅呈现神奇的太阳黑子和美丽的极光,也带来了灾难。因此,气象工作者认识到,空间天气应用服务是空间天气业务工作的出发点和归宿。

面对日益增长的服务需求,预警中心搭建起包括决策服务、公众服务、专业服务和用户培养在内的业务服务框架,确立了以决策服务为首位、航天/卫星服务为重点、无线电通信与卫星导航定位服务为突破口的服务发展思路。在一系列重要空间天气保障服务中,预警中心取得了可圈可点的成绩——

在“风云二号”D星发射期间,恰逢太阳风暴爆发,预警中心及时准确预报重大空间天气事件,为卫星成功发射奠定了基础。

在“嫦娥一号”发射期间,预警中心密切监视空间环境变化,提供的空间天气预警服务获得核心用户的认可,并在后来为“嫦娥二号”提供实时数据服务,奠定了基础。

在“神七”发射前,预警中心研发了一系列专用服务软件,在航天员辐射环境、高层大气环境、电离层环境等方面为“神七”提供空间天气服务,特别是基于“风云三号”探测结果而对航天员出舱时间的精确预报,赢得了好评。

2009年,因对某通信卫星长期成功的服务,预警中心承担了新中国成立60周年大庆卫星安播保障的艰巨任务。在任务结束后,用户单位给中国气象局发来表扬信,高度赞扬了预警中心的保障工作。

“天宫一号”发射在即,预警中心再对飞船发射、在轨运行和返回提供全方位的空间天气保障服务。

前行,路未止仍需不辍

预警中心主任王劲松说,目前我国空间天气业务能力迅速提升,在国际和国内赢得了越来越广泛的认同。面对成绩和荣誉,他坦言,我国空间天气业务还存在着很多不足:应用服务的可用性、针对性和有效性需要进一步提高,监测能力和预报能力向服务能力的转化流程还未稳定;一些必不可少的监测手段依然缺乏,重点区域或要素的监测台站数量不足,对于灾害和效应的监测还不能满足应用服务的需求;预报要素还未覆盖整个空间天气因果链,预报系统还未有效借鉴或移植传统气象业务构架和经验;面向业务能力提升的科研成果储备不够,科研力量不能有效集中于面向业务的科技创新。这些,都是预警中心在未来发展中不断努力的方向。

王劲松表示,预警中心将按照“强能力、求突破、谋布局”的思路,增强空间天气监测预警和灾害防御能力,实现空间天气业务系统化和规范化,力争在某些领域的空间天气应用服务上实现突破,以期发挥显著的社会效益和经济效益,努力为以中国气象局为主体、多层次多部门共同协作的空间天气业务发展格局的实现奠定基础。

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