甘孜日報 2020年06月08日
●它和遍布全國的其他15個(gè)站點(diǎn)一起,共同構成中國空間天氣科學(xué)領(lǐng)域首個(gè)國家重大科技基礎設施項目——東半球空間環(huán)境地基綜合監測子午鏈(簡(jiǎn)稱(chēng)子午工程)的二期項目
●它的作用就像是在做空間維度上的“天氣預報”,探尋太陽(yáng)為什么會(huì )爆發(fā)、爆發(fā)出的帶電粒子會(huì )不會(huì )到達地球、對地球“軟肋”有什么影響等,從而作出相關(guān)預測和應對
●位于稻城的巨大“圓環(huán)”,全名是圓環(huán)陣太陽(yáng)射電成像望遠鏡項目,主要觀(guān)測帶電粒子離開(kāi)太陽(yáng)的過(guò)程,最終判斷太陽(yáng)粒子會(huì )不會(huì )到達地球、什么時(shí)候到、會(huì )產(chǎn)生哪些影響
●在稻城深山里,還有同是國家重大科技基礎設施高海拔宇宙線(xiàn)觀(guān)測站。未來(lái)還可能有大型天文望遠鏡等項目入駐,稻城有望成為人類(lèi)破解宇宙演化秘密的“探針”
在四川省甘孜州稻城縣的深山里,藏著(zhù)一個(gè)世界級的空間“天氣預報站”。
如今在建設現場(chǎng),能看見(jiàn)的只有幾棟孤零零的房屋和忙碌的工地。但在科學(xué)家腦海中,未來(lái)這里將呈現一幅罕見(jiàn)的壯麗圖景:超過(guò)300個(gè)直徑6米、形狀酷似鐵鍋的巨型天線(xiàn),一個(gè)緊挨一個(gè)擺放,從而組成直徑長(cháng)達1公里的巨大“圓環(huán)”。
5月17日,中科院國家空間科學(xué)中心研究員、子午工程二期稻城項目主任設計師閻敬業(yè)告訴記者,它和遍布全國的其他15個(gè)站點(diǎn)一起,共同構成中國空間天氣科學(xué)領(lǐng)域首個(gè)國家重大科技基礎設施項目——東半球空間環(huán)境地基綜合監測子午鏈(簡(jiǎn)稱(chēng)子午工程)的二期項目。而該工程的終極目標,就是做空間的“天氣預報”。
隨著(zhù)子午工程二期項目和高海拔宇宙線(xiàn)觀(guān)測站開(kāi)工建設,多個(gè)重量級科學(xué)項目將使稻城有望成為人類(lèi)破解宇宙演化秘密的最先進(jìn)“探針”。
◎四川日報記者 熊筱偉
在空間維度,也需要有人預報什么時(shí)候會(huì )“打雷下雨”,并提醒大家收衣服、帶雨傘
為啥要研究空間“天氣變化”?
宇宙空間怎么還會(huì )有“天氣”?
閻敬業(yè)解釋?zhuān)菏紫冗@里的“空間”,是包含離地面20公里以上的范圍。其中既有屬于“地球”的中高層大氣、電離層、磁層等,也包括地球和太陽(yáng)之間的宇宙空間,“(離地面)20公里以下的天氣預報,是各地氣象局在管;20公里以上的,就是從事空間天氣觀(guān)測的科學(xué)家來(lái)管。”
生活中的天氣變化,表現為刮風(fēng)下雨;而在上述空間里,天氣變化是啥樣的?
“你可以把它想象成是風(fēng)暴。”閻敬業(yè)說(shuō),空間天氣變化的唯一源頭,就是太陽(yáng)活動(dòng)。而引發(fā)“風(fēng)暴”的就是太陽(yáng)爆發(fā)——這顆恒星在短時(shí)間內向空間噴射大量的高速帶電粒子,數量之多,比平時(shí)翻了幾個(gè)數量級。某些情況下,這些帶電粒子會(huì )朝地球沖過(guò)來(lái),并引發(fā)地球空間環(huán)境的擾動(dòng)。
閻敬業(yè)舉例說(shuō):受太陽(yáng)爆發(fā)影響,北斗定位的誤差可能從“厘米級”擴大到“百米級”;使用短波通信的電報、對講機會(huì )全部“趴窩”;地面電網(wǎng)可能因超過(guò)設計負載能力而燒毀,導致大面積停電。此外衛星如果工作時(shí)遇上高能粒子打擊,可能會(huì )出現意想不到的風(fēng)險,“這些情況如果能提前預知,就能做好相應準備,最大程度避免損失。”
這就像是空間維度上的“天氣預報”:探尋太陽(yáng)為什么會(huì )爆發(fā)、爆發(fā)出的帶電粒子會(huì )不會(huì )到達地球、對地球有什么影響等,從而作出相關(guān)預測和應對,“可以理解為我們研究空間為什么會(huì )‘打雷下雨’?進(jìn)一步預測什么時(shí)候會(huì )‘打雷下雨’,并及時(shí)提醒大家收衣服、帶雨傘。”
稻城“圓環(huán)”主要研究“從球員踢球到球離開(kāi)腳的過(guò)程”,從而為守門(mén)員防御提供依據
四川在子午工程中扮演啥角色?
子午工程,就是用于研究空間天氣的一個(gè)觀(guān)測網(wǎng)絡(luò )。
“一期工程在2012年就建設完成了,去年8月啟動(dòng)了二期工程,新增16個(gè)站點(diǎn)。”閻敬業(yè)說(shuō),四川的相關(guān)項目,就是二期工程重要組成部分。
為啥要建二期?他介紹,主要原因是此前只能進(jìn)行“粗糙的觀(guān)測”。一個(gè)業(yè)內熟知的玩笑是:目前空間天氣研究,相當于上世紀30年代的天氣預報水平——比如預報明天天氣,會(huì )說(shuō)降水概率40%。“這當然太粗略了,40%到底是下雨還是不下雨啊?”他表示二期工程建成后,中國空間天氣研究水平會(huì )有質(zhì)的飛躍。
位于稻城的巨大“圓環(huán)”,全名是圓環(huán)陣太陽(yáng)射電成像望遠鏡項目。它是我國研究日地空間因果鏈最重要的觀(guān)測設備,“主要觀(guān)測帶電粒子離開(kāi)太陽(yáng)的這個(gè)過(guò)程。”
這個(gè)階段為啥很重要?閻敬業(yè)拿“罰點(diǎn)球”舉例:“圓環(huán)”觀(guān)測相當于從球員踢球到球離開(kāi)腳的過(guò)程,從這個(gè)過(guò)程中能知道球的初速、方向、旋轉等等,“如果你是守門(mén)員,有了這些信息,就能大體判斷怎么防御了。”同樣道理,有了帶電粒子離開(kāi)太陽(yáng)時(shí)的信息,就能大體判斷它會(huì )不會(huì )到達地球、什么時(shí)候到、會(huì )產(chǎn)生哪些影響。
除了“圓環(huán)”,四川還會(huì )有全天空氣輝成像儀、光學(xué)干涉儀,以及地磁和地電設備等裝備。它們用于觀(guān)測地球中高層大氣、磁場(chǎng)變化等, “就像天氣預報的不同觀(guān)測點(diǎn),和全國各地設備一起共同組成一張觀(guān)測網(wǎng)。”
閻敬業(yè)表示,目前“圓環(huán)”已在建設,年內將開(kāi)展一些樣件測試和試驗,預計2022年建成并開(kāi)始觀(guān)測。
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