中國網:就目前監測到的情況看,各項的天氣指標還是適合飛船的發射。但是在發射的當天,最怕遇到的天氣是什么樣的?如果這種天氣發生了,我們有沒有相應的應急預案?
喬林:一個是風的影響,再一個是雷電天氣的影響。實際上從現在來看,可能造成影響的這兩個因素不會出現。當然,你講到有沒有什么措施,我想航天發射的窗口是根據航天的發射要求來制定的窗口。這個窗口制定以后,就看天氣是不是適合在這個窗口期間進行發射。如果天氣不合適,我想航天部門會采取一些措施,比如推遲發射,會進行這樣的考慮。當然,我們氣象服務的專報和預報的信息也是提前五天向他們進行呈送,我想他們會提早做出安排。
氣象預報要特別精細
中國網:據我們所知,在火箭發射之前要進行燃料加注。但是在燃料加注之前要有一個非常關鍵的決策,就是天氣方面的。因為一旦它加注了,就是不可逆反的。我想這對預報員的壓力非常大。您是這方面的專家,我想了解一下,對于載人航天的氣象預報究竟要達到多么高的精確度?
喬林:對于預報來講,比如我們通常對風的預報,有人會報小于三級,或者是四級左右。因為每一級風是有一個風速的范圍,比如你報四級,那么四級的風可能跨度在幾秒/米到幾秒/米。但對于載人航天來講,它要求就是在8秒/米以下,所以我們對風的預報就采取一種更精細的預報。
另外,我們對于發射之前,比如在24小時之內,我們會把預報精細到三小時的間隔,每三個小時天氣是什么樣的。從風、天氣的云量是不是有降水,能見度是不是有沙塵天氣,是不是有雷電發生等等,這些就會提供更精細的預報。剛才你講到火箭燃料的加注有一個不可逆轉性,當然我們是提前五天把我們的預報信息呈送上去。
空間天氣比較平穩 適宜神七發射
中國網:王主任,明天我們的神七就要發射了,在發射成功以后,整個在空間我想氣象的保障服務也是非常關鍵的。您首先能不能給我們介紹一下空間氣象都有哪些特點,預報它的難點在哪里?
王勁松:首先我想應該了解一下空間天氣是什么。實際上這次神七發射過程是一個很好的解釋空間天氣的一個機會,我們通常知道,在發射的時候,我們需要進行氣象的保障。氣象保障是指從它地面發射,達到二三十公里之后,這段距離都是我們通常說的天氣保障的范圍。現在空間天氣是從這個高度再往上,這個區域整個都屬于空間天氣的范圍。
事實上,我們現在從業務角度說空間天氣的時候,是指從地球的三十公里以上,一直到太陽表層大氣的整個范圍中發生的所有類似于天氣的過程,我們都稱之為是“空間天氣”。所以這里有一個很奇怪的感覺,我們在說空間天氣的時候我會說到太陽,這是空間天氣和地面天氣最大的不同。
我們說空間天氣的時候有兩種方式來說。一個是天氣,短期的好與壞。最近這段時間,空間天氣對于神七的發射非常有利,它的意思是沒有突發性的事件,就是指太陽沒有爆發性的事件。所以真正的空間天氣,我們最關注的是太陽的狀態。太陽很平靜,就很好;如果太陽爆發了,它有大量的物質和能量要到地球上來,影響我剛才說的從地面三十公里以上區域的整個狀態,這就是一種好與壞的天氣。
另外一種概念,我們也可以稱之為類似的“空間氣候”。它有些區域目前整個是很平靜的,但是就有些地方不好,有些地方好。比如現在北方冷,南方還很熱,這是一個區域性決定它必須是這樣的。這次神舟在繞地球飛行的時候,它就會經歷一些好的區域和惡劣的區域,它不取決于太陽爆發與否。太陽即使不爆發,它也有好和壞,所以這是從兩個層面來理解空間天氣。
中國網:我們現在這樣一個時期作為空間天氣的窗口,是不是說明空間天氣在這段時間里比較平穩?
王勁松:對,它是一個很重要的因素之一。
空間天氣預報困難 水準相當于50年前天氣預報
中國網:那么它的預報難點主要在哪里?
王勁松:空間天氣真正要預報整個變化,首先要對太陽有一個很好的了解。我們從監測手段上首先就要監測太陽是不是爆發了。事實上,地球上有一些雷暴的發生、臺風的發生,它的預報也非常的困難。你想我們整天生活在地球上,預報都很困難,那么太陽上的事情要預報就更加困難。
對于我們而言,主要的難點在于科學上對于日地之間關系變化的了解,實際上在科學上的深度不夠。第二,日地的空間天氣的范圍太過于廣大,從太陽到地球是1.5億公里,在這樣大的一個范圍之內,你放多少顆衛星才能把它監測得到?所以第二個難點就在于我們目前的監測手段還是非常的缺乏。
所以現在盡管科學家非常聰明的做到很多很好的預報,但是如果科學上沒有大的突破,我們對于監測沒有足夠的數據,那么預報的難度還是非常之高。有一個比喻,目前我們空間天氣預報的水準相當于50年前天氣預報的水準。
中國網:也就是說它的準確度還不是非常的高?
王勁松:對。但是現在我們從預警的角度來看,它還是好一點。比如剛才講到日地之間的距離太大,給我們造成了監測和預報的難度,但是它同時給我們一個警報的時間和空間的余地。比如太陽爆發之后,8.3分鐘,它在上面以光速運行的信息,射電或者X射線就過來了,這個我們很難,除非能夠預報它的爆發,否則很難預警。但是其他的物質,它的速度都低于光速,可能需要幾十分鐘,或者有的需要好幾天才過來,所以一旦我們看見8.3分鐘的爆發,我馬上就能預警后面,這給了我們后面很長的時間。所以盡管現在空間天氣從預報的水準來講還是不高的,但是預警的水準還是相當可以的。只要你監測到了,我們就很容易預警后面一系列發生的事情。
中國網:我們也查了一些資料,飛船在整個飛行運動中要受到空間輻射、高層大氣、電離層和空間碎片四大天氣因素的影響。您能不能給我們的網友介紹一下這四種主要是什么樣的天氣?
王勁松:我們最關注的輻射環境就是空間輻射環境,主要是太空中的各種高能離子,和我們照X射線是一樣,但是劑量是非常多了。高層大氣就是前面講到的軌道的維持,因為神七的340公里的高度大氣密度還是相當可觀的,對于高速飛行來講,大氣密度對它的阻力,以及大氣密度的變化對它的軌道影響還是相當顯著的,這是我們要關注的。電離層的影響是我剛才講的,我們和飛船之間的無線電的聯系,包括定位、測距、通訊,空間隔著等離子體,就像我們隔著魚缸浴缸,我們隔著魚缸和他聯系,如果魚缸里的水有變化,我就要關注。魚缸中不同水的地方特性不一樣,我也得關注,這是電離層。空間碎片比較好理解,一些太空垃圾的撞擊,或者忽然來一些流星我們看不見的,這也很危險。
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