大地磁暴來了？別慌，22所一網(wǎng)在手，觀測(cè)全有

近日，中國(guó)氣象局發(fā)布大地磁暴預(yù)警！十多年前災(zāi)難電影《2012》的場(chǎng)景再次浮現(xiàn)腦海，“超級(jí)太陽(yáng)風(fēng)暴”真的來了？

與此同時(shí)，極光大爆發(fā)了！12月1日晚上，黑龍江漠河、大慶等地網(wǎng)友均拍到極光，更令人興奮的是，較之緯度更低的北京北部也有人拍到了極光！

自12月1日起，大地磁暴和電離層暴影響我國(guó)，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十二研究所電波環(huán)境觀測(cè)站網(wǎng)對(duì)此持續(xù)監(jiān)測(cè)并跟蹤分析，第一時(shí)間完成了數(shù)據(jù)分析處理和預(yù)警產(chǎn)品制備，并及時(shí)提供給相關(guān)用戶單位，為組織重大空間環(huán)境事件應(yīng)對(duì)提供了有效支撐。

今天，就帶您來了解下這背后的科學(xué)知識(shí)，來看看22所科技力量在其中發(fā)揮的作用。

這一系列預(yù)警、猜想和“大飽眼福”的根源，都來自太陽(yáng)！

一句話說，就是太陽(yáng)風(fēng)暴引發(fā)了地磁暴，才有了后續(xù)種種擔(dān)憂驚呼及美麗絢爛的極光。

太陽(yáng)是一個(gè)時(shí)刻都在進(jìn)行核聚變的巨大天體，除了給地球提供能量以外，核聚變還會(huì)不停產(chǎn)生大量高能帶電粒子。這些物質(zhì)噴涌而出，充斥在整個(gè)太陽(yáng)系，被形象地稱為太陽(yáng)風(fēng)。太陽(yáng)風(fēng)是由太陽(yáng)的粒子輻射和日冕的稀薄熱等離子體云，大量逃逸到星際空間而形成的。太陽(yáng)風(fēng)暴其實(shí)是太陽(yáng)爆發(fā)活動(dòng)的一種形態(tài)，科學(xué)家將其形象比喻為太陽(yáng)一打“噴嚏”，地球就要“感冒”。

太陽(yáng)風(fēng)暴引起的地磁暴是磁層中的“海嘯”，對(duì)地球空間的磁層、電離層、高空大氣層以及地磁場(chǎng)等會(huì)產(chǎn)生劇烈擾動(dòng)。

　電離層的劇烈擾動(dòng)將嚴(yán)重影響無線電波的傳播，從而對(duì)不同頻段的通信、導(dǎo)航、雷達(dá)等系統(tǒng)造成持續(xù)影響，可能使短波通信信道變窄、地空鏈路嚴(yán)重衰弱，通信質(zhì)量下降、導(dǎo)航定位誤差增加，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)雇ㄐ沛溌分袛?、衛(wèi)星導(dǎo)航失鎖，航空飛行面臨通信環(huán)境變差和跨極區(qū)輻射的雙重風(fēng)險(xiǎn)。

通俗地說，就是信號(hào)不通、導(dǎo)航不準(zhǔn)，諸多設(shè)備“失聯(lián)、失聰”。衛(wèi)星無法與地面通信，恍如“斷了線的風(fēng)箏”在太空中“流浪”；巡視地球的“天眼”會(huì)暫時(shí)“失明”；地面使用短波通信的廣播和電臺(tái)也都會(huì)“失聲”……　

面對(duì)這些影響，可有監(jiān)測(cè)？能否預(yù)警？如何應(yīng)對(duì)？

這一系列問題，22所都有解答，并持續(xù)監(jiān)測(cè)。

中國(guó)電科22所，又稱中國(guó)電波傳播研究所，是遙望太空、監(jiān)測(cè)電離層的“國(guó)家隊(duì)”，是國(guó)內(nèi)唯一從事電波環(huán)境特性觀測(cè)和研究的國(guó)家級(jí)專業(yè)研究所，是中國(guó)電波傳播預(yù)測(cè)和電離層騷擾預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的國(guó)家發(fā)布機(jī)構(gòu)，也是國(guó)際無線電科聯(lián)及世界日服務(wù)（IUWDS）的一個(gè)區(qū)域中心，并參加國(guó)際快速電離層數(shù)據(jù)交換。22所在國(guó)內(nèi)21個(gè)城市，南極、北極等15個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有電波觀測(cè)站，構(gòu)成了國(guó)內(nèi)唯一覆蓋全國(guó)和全球重點(diǎn)地區(qū)的電波環(huán)境觀測(cè)站網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上建成了電波環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中心，常態(tài)化不間斷對(duì)電離層的“天氣”情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和警報(bào)。

22所布設(shè)在祖國(guó)大江南北的21個(gè)電波環(huán)境觀測(cè)站點(diǎn)，猶如一雙雙“千里眼”，編織成一張持續(xù)監(jiān)測(cè)太空動(dòng)向、電離層變化的電波環(huán)境觀測(cè)站網(wǎng)，通過電離層垂直探測(cè)儀、電離層斜探測(cè)儀以及信號(hào)閃爍儀等設(shè)備，“緊盯”來自太陽(yáng)的無線電波段的電波發(fā)射，時(shí)刻監(jiān)測(cè)著電離層的“天氣變化”。

受太陽(yáng)風(fēng)暴影響，今年12月1日8時(shí)起發(fā)生大地磁暴，地磁Kp指數(shù)最高達(dá)7級(jí)。據(jù)22所觀測(cè)，受地磁暴影響，2日凌晨起，我國(guó)中北部地區(qū)發(fā)生大范圍電離層暴，其中東北、華北地區(qū)電離層臨界頻率持續(xù)6小時(shí)以上偏低20%~30%，其他地區(qū)也短時(shí)受擾。受此影響，我國(guó)中北部大部分地區(qū)短波鏈路最高可用頻率下降約20%以上，部分時(shí)刻甚至無可用優(yōu)質(zhì)頻率；雷達(dá)測(cè)控和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)誤差明顯增加，系統(tǒng)性能受到影響。 

22所通過對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，形成電離層“天氣”情況的現(xiàn)報(bào)和短期預(yù)報(bào)，對(duì)于電離層暴、極光吸收和極蓋吸收等，做出短期預(yù)警，并在最短的時(shí)間內(nèi)給予數(shù)據(jù)分析和應(yīng)對(duì)策略，從而重新規(guī)劃易受太陽(yáng)風(fēng)暴影響的無線電系統(tǒng)任務(wù)，以降低太陽(yáng)風(fēng)暴帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

據(jù)《中國(guó)氣象報(bào)》報(bào)道，預(yù)計(jì)此次地磁暴仍將持續(xù)一段時(shí)間。而且，根據(jù)目前太陽(yáng)黑子數(shù)變化情況來判斷未來太陽(yáng)活動(dòng)的勢(shì)頭，2024年仍然是太陽(yáng)活動(dòng)的高年，這就意味著至少在這個(gè)冬天里，我國(guó)北方還有可能看到極光；同時(shí)，對(duì)電離層帶來的各種影響也可能再次出現(xiàn)。

22所的電離層騷擾預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)也在持續(xù)地進(jìn)行觀測(cè)、分析、預(yù)警，并不斷升級(jí)完善“打怪”技能，為通信、定位等各種設(shè)備“耳聰目明”保駕護(hù)航！