什麼是空間天氣預報

空間天氣

用眼睛我們可以對星空做個大概的瞭解，非常空曠，感覺很神祕浩瀚，但其實我們地球周圍並不是空空如也，除了大氣層還有重力場和磁場、其他星球的引力場和磁場、以及各種電磁輻射的作用，通常情況下，我們在厚厚的大氣層保護之下，並沒有最直接地感覺到這些磁場或者輻射的作用，這時候我們需要考慮的只是中低層大氣變化帶來的風雨雷電等自然現象——這就是我們所熟悉的天氣現象。但是如果在那些大氣稀薄而不能提供有力保護的高層大氣、電離層等太空區域，或者當地球磁場受到太陽粒子的影響而發生大的擾動的時候，就會出現磁暴、極光等空間天氣現象。

什麼是空間天氣

空間天氣——指圍繞地球受地球磁場、引力場和電磁輻射等所控制的空間範圍內的環境，又別稱爲空間環境。

該環境主要涉及：一，重力場(即地球引力場);二，中性高層大氣;三，由電離層、等離子體層、磁層及各邊界層構成的空間等離子體和波;四，高能粒子(由輻射帶和宇宙線構成);五，來自太陽的電磁輻射、地氣熱輻射、電場和磁場;六，來自宇宙空間的流星體;七，人類航天活動產生的空間碎片。而在這些因素裏面，對空間天氣影響最大的則來自太陽。太陽作爲距離地球最近的恆星，就像一個不斷噴發的原子彈，把各種物質、高能粒子、以及磁場等源源不斷地拋射出來，它們不斷衝擊着地球的磁場和電離層，從而對地球周圍的空間天氣產生巨大的影響。

空間天氣是一個近地空間環境變化的概念。它與行星大氣層內的天氣截然不同，涉及空間等離子、磁場和輻射等現象。“空間天氣”通常與近地空間磁層緊密相連，但其也研究行星際空間的變化。在我們的太陽系內，空間天氣主要受太陽風的風速和密度、以及太陽等離子體帶來的行星際磁場三者的影響。各種各樣的物理現象都與空間天氣相關，包括地磁風暴和亞暴，在範艾倫輻射帶的電流，電離層擾動和閃爍，極光和在地球表面的磁場變化誘導的電流等。

空間天氣描述的是空間中背景等離子體、磁場、輻射等的變化。大多數空間天氣事件是由源於太陽近表面和太陽大氣(色球和日面)的太陽風所攜帶的能量驅動的。空間天氣有時候也指行星際空間(極少數情況下指星際空間)的環境狀態變化。

就像天氣預報那樣，空間天氣預報也是基於我們對空間環境的不斷監測，從而對其增加了解和認識，掌握其一定的變化規律，然後透過對以獲得的數據進行分析，給出空間環境的未來變化趨勢的預測。當然，因爲太陽活動的重要性，所以監測太陽黑子、冕洞、日珥、耀斑等太陽活動現象則是空間天氣預報中極爲重要的內容。而與普通天氣預報略有不同的是，空間天氣預報還將進一步地爲服務對象提供更詳細的預警資訊和行爲指導。

地球空間主要的災害性空間天氣有：磁暴、電離層暴、熱層暴、磁層亞暴、磁層粒子暴等。所謂磁暴(magnetic storm)，即全球性的強烈地磁場擾動。太陽物質和磁場到達地球，撞擊地球磁層，從而引發地磁暴。伴隨着磁暴，地球的電離層密度分佈、電子總含量和電離層電流體系發生劇烈擾動，這被稱爲電離層暴。這些災難性的空間天氣，會對人類的生活產生巨大的影響。

在中高層大氣、電離層這些太空區域，正是人造衛星、航天飛機與空間站飛行的地方，而它們也恰恰是災害性空間天氣的直接發生地。災害性的空間天氣會導致高層大氣的密度變化、帶電粒子能量加強，而這些對於人造衛星和飛船都是有致命危害的。比如當發生磁暴的時候，區域的電子和離子的能量增加。而人造衛星或者飛船穿過這些高能量環境，就會有帶電粒子撞擊衛星或者飛船，從而在其各個部位形成充電狀態。最後會在飛船或者衛星的不同部分形成放電，有可能擊穿某些部件而使其無法正常工作。資料顯示，在人類開展四十多年的航天活動中間，由於空間環境造成的這種衛星的故障達到百分之三、四十，也就是說百分之三、四十是由於太陽的干擾造成損害。