科技部973项目《日地空间天气预报的物理基础与模式研究》教学课件.ppt

1、科技部973项目日地空间天气预报的物理基础与模式研究幻灯片PPT 本本PPTPPT课件仅供大家学习使用课件仅供大家学习使用 请学习完及时删除处理请学习完及时删除处理 谢谢！谢谢！一、一、1.1.计划完成情况计划完成情况1.11.1人员人员人员：人员：2222人；人；学生：学生：1414人人分别来自中科院国家天文台、云南天文台、空间中心和国家气象局空间天分别来自中科院国家天文台、云南天文台、空间中心和国家气象局空间天气监测预警中心气监测预警中心 1.2 1.2 年度计划完成情况年度计划完成情况 根据第六课题组课题任务书，根据第六课题组课题任务书，20112011年度计划任务是：分析现有的太阳活动

2、、年度计划任务是：分析现有的太阳活动、地磁活动、电离层扰动预报方法和技术的局限性，寻求完善办法；分析现地磁活动、电离层扰动预报方法和技术的局限性，寻求完善办法；分析现有的空间和地面观测数据和用户需求，优化预报要素，掌握国内外空间天有的空间和地面观测数据和用户需求，优化预报要素，掌握国内外空间天气研究动态，了解国际空间天气预报模式的主要特点。熟悉我国载人航天气研究动态，了解国际空间天气预报模式的主要特点。熟悉我国载人航天工程和月球探测计划在空间环境保障方面的需求。工程和月球探测计划在空间环境保障方面的需求。围绕围绕20112011年度任务要求，第六课题组主要完成如下工作：空间天气预报模年度任务要

3、求，第六课题组主要完成如下工作：空间天气预报模式研究取得重要进展；积极参与国际空间天气预报合作；完成载人航天空式研究取得重要进展；积极参与国际空间天气预报合作；完成载人航天空间环境保障任务。间环境保障任务。表一表一 主要成果统计表主要成果统计表成果类型成果类型数量数量研究论文（研究论文（SCI）已发表已发表18待发表待发表 12邀请报告邀请报告3授权专利授权专利1软件登记软件登记12.2.研究工作的主要进展研究工作的主要进展2.12.1空间天气预报模式研究空间天气预报模式研究 2.1.12.1.1基于观测磁场的活动区数值分析基于观测磁场的活动区数值分析（1 1）太阳活动区日冕三维磁场物理参量的

4、分析计算。）太阳活动区日冕三维磁场物理参量的分析计算。Han He,Huaning Wang,and Yihua Yan(2011),“Nonlinear force-free field Han He,Huaning Wang,and Yihua Yan(2011),“Nonlinear force-free field extrapolation of the coronal magnetic field using the data obtained by the Hinode extrapolation of the coronal magnetic field using the d

5、ata obtained by the Hinode satellite”,satellite”,JGR-Space PhysicsJGR-Space Physics,116,A01101.,116,A01101.（2 2）运用数据驱动模型模拟活动区物理量并分析其演变。）运用数据驱动模型模拟活动区物理量并分析其演变。L.Fan,H.N.Wang,H.He,and X.S.Zhu(2011),“Study of the Poynting Flux in Active L.Fan,H.N.Wang,H.He,and X.S.Zhu(2011),“Study of the Poynting Flux

6、 in Active Region 10930 Using Data-driven Magnetohydrodynamic Simulation”,ApJ,737,Region 10930 Using Data-driven Magnetohydrodynamic Simulation”,ApJ,737,3939 贺晗等通过对太阳活动区日冕三维磁场多个物理参量的分析计算，贺晗等通过对太阳活动区日冕三维磁场多个物理参量的分析计算，定量描述日冕磁场三维结构特征和物理特性的分布与演化，理解定量描述日冕磁场三维结构特征和物理特性的分布与演化，理解其与太阳耀斑、暗条和日冕物质抛射等太阳活动现象之间的关系

7、，其与太阳耀斑、暗条和日冕物质抛射等太阳活动现象之间的关系，发展基于日冕磁场三维结构特征和物理特性定量分析的太阳活动发展基于日冕磁场三维结构特征和物理特性定量分析的太阳活动预警和预报模型（日冕三维磁场通过非线性无力场外推方法计算预警和预报模型（日冕三维磁场通过非线性无力场外推方法计算获得）。由此定量分析获得）。由此定量分析 活动区电流密度、无力因子活动区电流密度、无力因子alphaalpha和磁场和磁场能量的分布与演化。其中电流密度的分布与强度反映活动区的非能量的分布与演化。其中电流密度的分布与强度反映活动区的非势性和活跃程度，无力因子势性和活跃程度，无力因子alphaalpha的分布反映日冕

8、磁场的拓扑连接的分布反映日冕磁场的拓扑连接性。性。范玉良等在数据驱动模型范玉良等在数据驱动模型底面边界底面边界中使用了特征线方法处理，把观中使用了特征线方法处理，把观测的矢量磁场逐步的加到模拟中，保证数值模拟的稳定性。他们测的矢量磁场逐步的加到模拟中，保证数值模拟的稳定性。他们把数据驱动模型应用到活动区的观测磁图中，得到三维结构的磁把数据驱动模型应用到活动区的观测磁图中，得到三维结构的磁场和速度场，这样就可以计算底面的能流密度分布，并考察其随场和速度场，这样就可以计算底面的能流密度分布，并考察其随时间的演变。时间的演变。23 hoursinterval3 hoursintervalNOAA 1

9、0930活动区日冕中电流密度的分布与演化(electric current density measured in electromagnetic units)(averaging the magnitude of the current density vertically to get a 2-D intensity map)(Modeling box:160 x88x30)日冕中电流密度强度伴随光球磁场的演化随时间逐渐增大，表明活动区的非势性和活跃程度逐渐增强。共6幅矢量磁图(耀斑前3幅，耀斑后3幅)日冕磁场外推计算分辨率：1arcsec/pixel，格点数：300 x160 x160

10、6组磁场数据均经过投影改正，剪切后的磁图数据对应相同视场区域第11层alpha分布图耀斑前后磁场能量演化耀斑前耀斑后(1)(2)(3)(4)(5)(6)耀斑爆发前存在沿中性线方向的磁场连接性，耀斑爆发后该拓扑连接完全断开。能量单位：erg(1)(2)(3)(4)(5)(6)耀斑后日冕磁场总能量有显著降低(数量级为1032 erg)，能量密度减小的区域与耀斑发生位置一致。d82NLFFFNLFFFBE第60层能量密度变化分布E4-E3数据驱动方法的数据驱动方法的 PoyntingPoynting能流研究能流研究 在数据驱动模型中，底面边界使用了特征线方法处理。特征线方法处理的好处在于，可以把观测

11、的矢量磁场逐步的加到模拟中，而不会产生模拟的不稳定。我们数据驱动模型应用到AR 10930的观测磁图中，就可以得到三维结构的磁场和速度场，这样我们就可以计算底面的Poynting能流，并考察其随时间的演变。Poynting能流分布 2.1.2 2.1.2 太阳整体行为分析太阳整体行为分析（1 1）用连续的）用连续的MorletMorlet小波变换来研究黑子面积和数量历史数据，分析研小波变换来研究黑子面积和数量历史数据，分析研究太阳自转变化究太阳自转变化 Li,K.J.;Liang,H.F.;Feng,W.;Zhan,L.S.,The rotation signal in daily sunsp

12、ot areas,Li,K.J.;Liang,H.F.;Feng,W.;Zhan,L.S.,The rotation signal in daily sunspot areas,2011,ApSS,3312011,ApSS,331，441-445441-445；Li,K.J.,et al.,Variations of solar rotation and sunspot activity,2011,ApJ,729,49Li,K.J.,et al.,Variations of solar rotation and sunspot activity,2011,ApJ,729,49。Gao,et a

13、l.2011,New Astron.Gao,et al.2011,New Astron.Gao,et al.2011,Solar Physics Gao,et al.2011,Solar Physics Gao,et al.2011,RAAGao,et al.2011,RAA（2 2）异常太阳活动周研究）异常太阳活动周研究Li,K.J.,et al.,A brief review on the presentation of cycle 24,the first integrated solar Li,K.J.,et al.,A brief review on the presentation

14、 of cycle 24,the first integrated solar cycle in the new millennium,2011,Annales Geophysicae,29,341-348cycle in the new millennium,2011,Annales Geophysicae,29,341-348 （3 3）运用多种统计方法研究太阳长周期活动。）运用多种统计方法研究太阳长周期活动。Du,Z.L.:The correlation between solar and geomagnetic activity Part 1:Two-Du,Z.L.:The corre

15、lation between solar and geomagnetic activity Part 1:Two-term decomposition of geomagnetic activity,Ann.Geophys.,2011,29(8),term decomposition of geomagnetic activity,Ann.Geophys.,2011,29(8),1331134013311340；Du,Z.L.:The correlation between solar and geomagnetic activity Part 2:Long-Du,Z.L.:The corre

16、lation between solar and geomagnetic activity Part 2:Long-term trends,Ann.Geophys.,2011,29(8),13411348term trends,Ann.Geophys.,2011,29(8),13411348；Du,Z.L.:The correlation between solar and geomagnetic activity Part 3:An Du,Z.L.:The correlation between solar and geomagnetic activity Part 3:An integra

17、l response model,Ann.Geophys.,2011,29(6),10051018integral response model,Ann.Geophys.,2011,29(6),10051018；Du,Z.L.,Wang,H.N.,Is a higher correlation necessary for a more accurate Du,Z.L.,Wang,H.N.,Is a higher correlation necessary for a more accurate prediction?Sci.China Ser G-Phys Mech Astron,2011,5

18、4(1):172175prediction?Sci.China Ser G-Phys Mech Astron,2011,54(1):172175Du,Z.L.:The Relationship between Prediction Accuracy and Correlation Du,Z.L.:The Relationship between Prediction Accuracy and Correlation Coefficient,Solar Phys.,2011,270(1),407416.Coefficient,Solar Phys.,2011,270(1),407416.Du,Z

19、.L.:The Shape of Solar Cycle Described by a Modified Gaussian Function,Du,Z.L.:The Shape of Solar Cycle Described by a Modified Gaussian Function,Solar Phys.,2011,273(1),231253.Solar Phys.,2011,273(1),231253.Du,Z.L.,Wang,H.N.,The prediction method of similar cycles.Research in Du,Z.L.,Wang,H.N.,The

20、prediction method of similar cycles.Research in Astron.Astrophys.,2011,11(12),14821492Astron.Astrophys.,2011,11(12),14821492 李可军等用连续的李可军等用连续的MorletMorlet小波变换来研究小波变换来研究18741874年年5 5月月9 9日至日至20102010年年2 2月月2828日每日黑日每日黑子面积内蕴藏的自转信息。子面积内蕴藏的自转信息。18741874年至年至19501950年代，自转变快，之后变慢。长期自转年代，自转变快，之后变慢。长期自转活动存在活动

21、存在2.61 2.61 和和5.775.77年的周期，但似乎和年的周期，但似乎和SchwabeSchwabe周期无关。进一步用连续的周期无关。进一步用连续的MorletMorlet小波变换来研究小波变换来研究18491849年年1 1月月1 1日至日至20102010年年2 2月月2828日每日黑子数内蕴藏的自转信日每日黑子数内蕴藏的自转信息：从息：从1111到到1919太阳活动周，自转变快，之后变慢。统计上看，并不能确定太阳活太阳活动周，自转变快，之后变慢。统计上看，并不能确定太阳活动极大时期的自转是转得快还是慢，但自转变化可能和太阳活动变化有关。动极大时期的自转是转得快还是慢，但自转变化可

22、能和太阳活动变化有关。李可军等描述了自李可军等描述了自2007 2007 年下半年到现在的非常低的太阳活动状况。对于这种年下半年到现在的非常低的太阳活动状况。对于这种极低太阳活动的现象极低太阳活动的现象,综述了从当前的日震观测给予的解释、也从综述了从当前的日震观测给予的解释、也从Gleissberg Gleissberg 周期周期的长尺度、超长太阳活动周期尺度给予了解释的长尺度、超长太阳活动周期尺度给予了解释.依据目前的观测依据目前的观测,确定确定24 24 黑子活动黑子活动周于周于2008 2008 年年11 11 月开始月开始.综合多种经典太阳活动预报方法给出的对综合多种经典太阳活动预报方

23、法给出的对24 24 周太阳活动水周太阳活动水平的预报平的预报,以及美国国家航空航天局和美国国家海洋大气局对以及美国国家航空航天局和美国国家海洋大气局对24 24 周的未来发展趋周的未来发展趋势的预报势的预报,认为认为24 24 周太阳活动水平估计比周太阳活动水平估计比23 23 周将要弱周将要弱30%30%左右左右.异常的异常的2424太阳活动太阳活动周为太阳物理和日地关系物理研究带来机遇。周为太阳物理和日地关系物理研究带来机遇。杜占乐等提出了对地磁活动指数（杜占乐等提出了对地磁活动指数（aaaa）的两种分解方法，可以用一种非线性及）的两种分解方法，可以用一种非线性及衰变模型来解释衰变模型来

24、解释;分析了太阳活动周峰值与地磁指数及黑子面积的关系，相关系数分析了太阳活动周峰值与地磁指数及黑子面积的关系，相关系数及预报误差呈现及预报误差呈现4444年的周期性，发电机理论作为预报工具应考虑长周期的调制。年的周期性，发电机理论作为预报工具应考虑长周期的调制。杜占乐等提出了一种杜占乐等提出了一种GaussGauss函数来描述太阳活动周的形状，并比较了与函数来描述太阳活动周的形状，并比较了与PlanckPlanck函函数的差异数的差异;提出了太阳活动周相似度的概念提出了太阳活动周相似度的概念 ，由此发展了相似周预报方法，与第，由此发展了相似周预报方法，与第2424太阳活动周相似的是太阳活动周相

25、似的是14,10,1714,10,17等。等。太阳活动与地磁活动的关系研究太阳活动与地磁活动的关系研究1)1)提出了对地磁活动指数（提出了对地磁活动指数（aaaa）的两种分解方）的两种分解方法，可以用一种非线性及衰变模型来解释法，可以用一种非线性及衰变模型来解释.2)2)提出了一种积分响应模型来解释地磁活动提出了一种积分响应模型来解释地磁活动(aa)(aa)与太阳活动与太阳活动(Rz)(Rz)的关系，如地磁指数的的关系，如地磁指数的增加，增加，aaaa对对RzRz的时间延迟及相关性的变化的时间延迟及相关性的变化等等。等等。3)3)分析了太阳活动周峰值与地磁指数及黑子分析了太阳活动周峰值与地磁指

26、数及黑子面积的关系，相关系数及预报误差呈现面积的关系，相关系数及预报误差呈现4444年的周期性，发电机理论作为预报工具应年的周期性，发电机理论作为预报工具应考虑长周期的调制。考虑长周期的调制。太阳活动周研究太阳活动周研究2)2)提出了太阳活动周相似度的概念提出了太阳活动周相似度的概念，由此发展了相似周预报方法，第由此发展了相似周预报方法，第2424太阳活动周很可能与第太阳活动周很可能与第1010周相周相似。似。1)1)提出了一种提出了一种GaussGauss函数来描述太阳活动周的形函数来描述太阳活动周的形状，并比较了与状，并比较了与PlanckPlanck函数的差异。函数的差异。3)3)分析了

27、上升率与太阳活动周峰值的关系，预报分析了上升率与太阳活动周峰值的关系，预报误差与两者之间的相关性几乎无关。在活动误差与两者之间的相关性几乎无关。在活动周开始大约周开始大约2020个月后，误差会小于个月后，误差会小于20%20%。4)4)指出指出CMECME加速度加速度(a)(a)与其质量与其质量(M)(M)正相关正相关(r=(r=0.9)0.9)，驱动力，驱动力(Ma)(Ma)与黑子活动与黑子活动(Rz)(Rz)反相关反相关(r(r=0.80)0.80)。2.1.3 2.1.3 近地空间环境模式研究近地空间环境模式研究（1 1）等离子体片中高能电子通量分析与）等离子体片中高能电子通量分析与 预

28、报建模预报建模 On energetic electrons(38 keV)in the central plasma sheet:Data analysis and On energetic electrons(38 keV)in the central plasma sheet:Data analysis and modeling,J.Geophys.Res.,116,A09220,doi:10.1029/2011JA016562modeling,J.Geophys.Res.,116,A09220,doi:10.1029/2011JA016562（2 2）低纬地区夜间等离子浓度增强现象的研

29、究）低纬地区夜间等离子浓度增强现象的研究 The case studies about the localized plasma density enhancement at the low latitude The case studies about the localized plasma density enhancement at the low latitude Chinese Journal GeophysicsChinese Journal Geophysics（ChineseChinese），20112011 （3 3）月基地球等离子体层极紫外图像反演方法研究）月基地球等离子

30、体层极紫外图像反演方法研究 张效信等张效信等等离子体片中的高能电子是等离子体片中的高能电子是外辐射带外辐射带更高能量电子的源更高能量电子的源等离子体片中高能电子可引等离子体片中高能电子可引起起卫星表面充电卫星表面充电目前尚没有等离子体片中的目前尚没有等离子体片中的高能电子高能电子分布和预报模型分布和预报模型模型的建立，可以为其他磁模型的建立，可以为其他磁层模型提供层模型提供边界条件边界条件 等离子体片中高能电子通量的空间分布特征等离子体片中高能电子通量的空间分布特征 远磁尾低，近地点高 晨昏不对称性，晨侧高，昏侧低 中心区域即近中性片区域高 等离子体片中高能电子通量随太阳风变化特征等离子体片中

31、高能电子通量随太阳风变化特征 太阳风速度高，则高能电子通量高 行星际磁场南向分量高，则高能电子通量高 太阳风密度贡献较小 时间延迟：60-90分钟经验模型7/430/2/)2/)/(arctan(2/)/(arccos()1(sin)()(sin1()()(sin1()log(*2221614*1086*2015131211975431ppxxSENGSMGSMGSMGSMGSMGSMtzAApAxAAtAApAxAAtNNVVZZZZYXXYBBZAANVABAANVABAf模式预报值和实测值相关系数：R=0.86 2.2 2.2 新型太阳活动预报发明专利和新型预报平台新型太阳活动预报发明专

32、利和新型预报平台 2.2.1 2.2.1 发明专利发明专利发明专利名称发明专利名称 ：一种计算机太阳活动预报系统：一种计算机太阳活动预报系统 申请号申请号/专利号：专利号：200710064432200710064432专利授权日：专利授权日：20112011年年6 6月月2929日日专利发明人：中国科学院国家天文台专利发明人：中国科学院国家天文台专利设计人：王华宁专利设计人：王华宁;李蓉李蓉;贺晗贺晗;杜占乐杜占乐;崔延美等崔延美等;一种计算机太阳活动预报系统，在包含带人机界面的服务器和海量数据库的系一种计算机太阳活动预报系统，在包含带人机界面的服务器和海量数据库的系统中，设有一个预报模块，

33、包括基于模型建立的射电流预报模型、统中，设有一个预报模块，包括基于模型建立的射电流预报模型、基于的质子预报模型和基于多元判别模式的耀斑预报模型，预报模块基于的质子预报模型和基于多元判别模式的耀斑预报模型，预报模块中还有网站自动数据下载模块、邮件自动数据接收模块、常规发送模块和非中还有网站自动数据下载模块、邮件自动数据接收模块、常规发送模块和非常规发送模块，利用服务器中的定时器控制，定时启动预报模块。本发明计常规发送模块，利用服务器中的定时器控制，定时启动预报模块。本发明计算机太阳活动预报系统，解决了太阳活动预报中数据处理量大、费时费力，算机太阳活动预报系统，解决了太阳活动预报中数据处理量大、费

34、时费力，能够快速地准确地进行中长期太阳活动预报，并能够进行以往难以进行的短能够快速地准确地进行中长期太阳活动预报，并能够进行以往难以进行的短期预报，对于及时防止太阳剧烈活动对人类生活、工农业生产的影响以及科期预报，对于及时防止太阳剧烈活动对人类生活、工农业生产的影响以及科学研究具有极大的应用价值。学研究具有极大的应用价值。2.2.2 2.2.2 新型预报平台软件登记新型预报平台软件登记软件名称：太阳活动三维虚拟可视化平台软件名称：太阳活动三维虚拟可视化平台 简称：三维虚拟太阳简称：三维虚拟太阳 V1.0 V1.0版版软件著作权人：中科院国家天文台软件著作权人：中科院国家天文台软件设计人：王华宁

35、、贺晗、闫岩软件设计人：王华宁、贺晗、闫岩软件介绍：软件介绍：平台利用计算机三维虚拟现实技术建立虚拟太阳立体影像，以可视化方式展示太阳平台利用计算机三维虚拟现实技术建立虚拟太阳立体影像，以可视化方式展示太阳活动监测和预报数据，旋转移动三维影像可以实现从不同视角观察太阳活动状况。活动监测和预报数据，旋转移动三维影像可以实现从不同视角观察太阳活动状况。通过客户端软件与数据库的网络连接，用户可以查询太阳活动观测图像，回溯显通过客户端软件与数据库的网络连接，用户可以查询太阳活动观测图像，回溯显示太阳活动历史状况，并以可视化方式查看预报模式的输出结果。该平台提供了示太阳活动历史状况，并以可视化方式查看预

36、报模式的输出结果。该平台提供了一个可视化的基础架构，在此基础平台上，可以开发出更多的太阳活动监测和预一个可视化的基础架构，在此基础平台上，可以开发出更多的太阳活动监测和预报发布应用子系统。演示结果表明该平台完全实现了预期功能，与国内外同类平报发布应用子系统。演示结果表明该平台完全实现了预期功能，与国内外同类平台相比，展现了独到的结构和功能创意，具备重要的空间天气应用价值。台相比，展现了独到的结构和功能创意，具备重要的空间天气应用价值。2.3 2.3 国际空间天气预报合作国际空间天气预报合作 （1 1）改进常规预报数据交换）改进常规预报数据交换 第六课题组成员与国际相关空间天气预报单位有着长期的

37、预报数据交换关系。第六课题组成员与国际相关空间天气预报单位有着长期的预报数据交换关系。为了进一步完善数据交换内容和手段，我们对现有的预报模式体系进行了为了进一步完善数据交换内容和手段，我们对现有的预报模式体系进行了升级改造。升级改造。（2 2）及时获取及时获取SDOSDO卫星数据卫星数据我们通过我们通过SDOSDO数据管理系统可以获取数据管理系统可以获取4545分钟之内的分钟之内的SDOSDO卫星的快速浏览数据。卫星的快速浏览数据。这对于及时掌握太阳实时状态十分有利。这对于及时掌握太阳实时状态十分有利。（3 3）美国）美国NOAANOAA空间天气预报中心空间天气预报中心Terry Onsage

38、r Terry Onsager 今年今年1010月分别访问了中国科学月分别访问了中国科学院空间中心、国家天文台和国家气象局空间天气监测预警中心，深入讨论院空间中心、国家天文台和国家气象局空间天气监测预警中心，深入讨论了监测数据、预报业务和预报模型研究方面的人合作的渠道和方式。了监测数据、预报业务和预报模型研究方面的人合作的渠道和方式。（4 4）贺晗贺晗20112011年年8 8月月2 2日在台北举行的日在台北举行的AOGS2011 AOGS2011 第八次年会第八次年会 Collaborative Collaborative Researches and Operations of Space

39、 Weather Forecasting in Asia-Oceania regionResearches and Operations of Space Weather Forecasting in Asia-Oceania region专题会上作题为专题会上作题为“Recent Progress of Research and Operational Activities of Recent Progress of Research and Operational Activities of Solar Weather Forecasting at NAOC”Solar Weather F

40、orecasting at NAOC”邀请报告。邀请报告。（5 5）王华宁）王华宁20112011年年8 8月月3131日在北京举行的日在北京举行的 20112011年国际与星同在（年国际与星同在（ILWS)ILWS)研讨会研讨会的的“极端空间天气极端空间天气”专题中作题为专题中作题为“Most powerful flares in solar cycle 24”Most powerful flares in solar cycle 24”邀请报告。邀请报告。2.4 2.4 完成载人航天空间环境保障任务完成载人航天空间环境保障任务 顺利完成天宫一号、神舟八号、交会对接（顺利完成天宫一号、神舟八

41、号、交会对接（2 2次）空间环次）空间环境保障任务。在天宫一号发射前境保障任务。在天宫一号发射前7 7天，日面上出现第天，日面上出现第2424太阳活动周以来面积最大和爆发强度最大的活动区太阳活动周以来面积最大和爆发强度最大的活动区AR1302AR1302。太阳活动已呈下降趋势，在天宫一号发射期。太阳活动已呈下降趋势，在天宫一号发射期间，不会产生大的太阳爆发活动和强地磁扰动，预计间，不会产生大的太阳爆发活动和强地磁扰动，预计发射窗口的空间环境是安全的。通过太阳发射窗口的空间环境是安全的。通过太阳F10.7F10.7和地磁和地磁ApAp指数未来指数未来2727天预测，针对交会对接任务进行空间环天预

42、测，针对交会对接任务进行空间环境预报和安全性评估。境预报和安全性评估。2222日日 2424日日 2525日日 2626日日 2727日日 28 28 日日发射安全期短期预报在天宫一号发射前7天，日面上出现第24太阳活动周以来面积最大和爆发强度最大的活动区AR1302 252929日日2929日日2929日日太阳活动已呈下降趋势，在天宫一号发射期间，不会产生大的太阳爆发活动和强地磁扰动，预计发射窗口的空间环境是安全的。26 两次交会对接空间环境保障太阳太阳F10.7F10.7和地磁和地磁ApAp指指数未来数未来2727天预测，针天预测，针对交会对接任务。对交会对接任务。交会对接空间环境预报和安

43、全性评估3.13.1太阳活动预报模型集成太阳活动预报模型集成 太阳活动预报模型都是相互关联的模型。尤其在分析爆发太阳活动预报模型都是相互关联的模型。尤其在分析爆发现象源区时，都要用到数据基本同源，且预报结果可视化现象源区时，都要用到数据基本同源，且预报结果可视化难度较小。因而王华宁、贺晗等对太阳活动预报模型集成难度较小。因而王华宁、贺晗等对太阳活动预报模型集成进行了初步尝试。进行了初步尝试。集成研究主要内容：统一的数据获取方式；规范的数据格集成研究主要内容：统一的数据获取方式；规范的数据格式；核心数据库形成；多模型运行计算体系建立；预报结式；核心数据库形成；多模型运行计算体系建立；预报结果可视

44、化展示。已经初步形成一个太阳活动预报模型综合果可视化展示。已经初步形成一个太阳活动预报模型综合体系演示样本。体系演示样本。3.3.重要阶段性成果重要阶段性成果数 据 提取 和 格式化数据库预报模块预报产品形成与分发输出数据输入数据数据平台预报平台系统结构系统结构http:/159.226.170.65/virtual-sun/3.2 3.2 短期太阳活动预报方法的提升短期太阳活动预报方法的提升 王华宁、黄鑫等对短期太阳活动预报方法进行了深入研王华宁、黄鑫等对短期太阳活动预报方法进行了深入研究。在太阳耀斑、日冕物质抛射和太阳质子事件预报新方法究。在太阳耀斑、日冕物质抛射和太阳质子事件预报新方法研

45、究中取得阶段性进展。研究中取得阶段性进展。主要内容包括提出新型预报要素、归纳新型太阳活动指标。主要内容包括提出新型预报要素、归纳新型太阳活动指标。考虑活动经度带的太阳耀斑预考虑活动经度带的太阳耀斑预报报2023-5-1331973总结0.511.522.533.544.50.70.710.720.730.740.750.760.770.780.790.8Performance Hit rate not considering active longitudeCorrect rejection rate not considering active longitudeHit rate consi

46、dering active longitudeCorrect rejection rate considering active longitude考虑CME信息的质子事件预报模型 Impulsive质子事件与耀斑相关 Gradual 质子事件与快速CME形成的激波相关2023-5-13973总结321996 2005考虑CME信息的质子事件预报模型2023-5-13973总结333.3 3.3 日冕物质抛射的偏振重构日冕物质抛射的偏振重构 戴辛华、王华宁等正在深入研究日冕物质抛射的偏振重戴辛华、王华宁等正在深入研究日冕物质抛射的偏振重构方法，这对于预报日冕物质抛射的对地有效性很有帮助。构方法

47、，这对于预报日冕物质抛射的对地有效性很有帮助。偏振法的缺点：不能判断CME 是正面的还是背面的。天空平面太阳背面CME正面CME投影CME黄道面BABAIIonPolarizatiP)1cos12(2理论公式：偏振法的优点：分辨率高，可以重构出CME的精细结构。偏振法重构CME的优缺点：使用偏振技术重构使用偏振技术重构CMECME要注意的两个问题要注意的两个问题因为汤姆逊散射关于天空平面具有对称性，当一个CME中的物质相对于天空平面既有正面也有背面的时候，重构的结果可能会出现较大误差，下面是一个例子：这是发生在2007/08/31的一个CME，数据来源于STEREO/A/SECCHI/COR1

48、:A星得到的总亮度分布图利用偏振技术反演的相对于天空平面的高度分布图一、正背面问题对CME中每个像素点的独立重构将CME分割后的质心平面重构以下是发生在2011/06/07 07:00:25的一个CME的三维重构结果，使用的数据 是STEREO/B/SECCHI/COR1的中心波长为656纳米、宽为22.5纳米的白光图像，经过不同处理得到的图像：二维白光总亮度分布图二维高度分布图CME三维结构图二、暗条物质的非汤姆逊散射问题 组内外沟通较为欠缺。组内外沟通较为欠缺。通过峰年典型事件统计分析，选择太阳磁场、冕洞、行星际磁场、通过峰年典型事件统计分析，选择太阳磁场、冕洞、行星际磁场、地磁场、电离层等方面的关键参量，探索这些关键参量之间的物理地磁场、电离层等方面的关键参量，探索这些关键参量之间的物理联系联系,寻求部分空间天气过程可预报性的物理基础。结合载人航天寻求部分空间天气过程可预报性的物理基础。结合载人航天工程和月球探测计划需求，发展新的空间天气预报方法和技术。工程和月球探测计划需求，发展新的空间天气预报方法和技术。