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全球航空飞行安全增添中国守护者

时间:2022-12-14 14:49来源: 中国气象报社作者:卢健 王美丽

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       大家对天气预报再熟悉不过,然而空间天气预报却少有人了解。在过去3年,国际民航组织(ICAO)全球空间天气中心,正每天不间断监测全球范围内可能影响航空安全运行的太阳活动、电离层等空间天气现象,提供空间天气情报咨询服务。

       2021年底,全球航空安全飞行守护者多了中国人的身影。其中,作为ICAO在全球第四个全球空间天气中心业务主体单位的国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)(以下简称“空间天气中心”)团队,要在太阳活动日趋活跃的300多天中,完成首年四次14天×24小时的值班挑战。

15分钟,空间天气咨询报发出

       空间天气和地球天气一样,在平静和强烈间轮转。2022年4月20日,首个重要考验来了。

       那天,黄聪和刘墨寒值白班。9时30分左右,他们监测到太阳爆发M7级耀斑(太阳耀斑是太阳表面局部区域突然大规模释放能量的过程,由弱到强可分为A、B、C、M、X五级)。他们马上和值班首席碰头,判断太阳较活跃,未来短时间内仍可能爆发耀斑。

       紧盯一上午,12 时前后,最新数据显示,X射线通量达到阈值,太阳爆发X级耀斑。他们迅速着手发布空间天气咨询报(space weather advisory)。

       30分钟倒计时开始:英文编写空间天气发生时间、事件类型、预计持续时间、可能产生的影响,交由值班首席、领导审核,最后由民航气象中心发布,全程用时不到ICAO规定时间的一半。这是中国当值中心首次发布空间天气咨询报。

       “此次X级耀斑强度较强,造成电离层扰动,可能导致航空高频无线电通信中断,卫星导航精度下降,影响在轨目标探测。” 空间天气预报台副台长郭建广介绍,强烈的太阳耀斑爆发,往往还伴随日冕物质抛射事件(CME),引发更大的太阳风暴,影响航空安全。

       从2021年12月28日起,空间天气中心已成功完成四次14天×24小时值班。

迭代更新,32人团队成功经受值班考验

       ICAO全球空间天气中心值班由4家全球中心轮流进行,每家值班两周。这14天像一个小舞台,顺利完成任务的幕后,是从监测、预报、服务到数据链路、算法产品应用的综合能力支撑;对外来说,当值中心监测太阳活动、电离层活动等空间天气现象,制作和发布全球航空空间天气产品,同样是一个国家空间天气预报水平在国际上的一次综合展现。

       从风云一号C星开始,我国气象卫星正式搭载空间天气监测设备,开展空间天气监测、预报和预警业务。经过20多年发展,2021年,风云三号E星正式实现对太阳自主可控的天基成像观测,我国初步具备了从太阳爆发到地球空间顶盛体育官网响应全过程自主监测能力。

       有一次,正值与上一个轮值中心交接班,国外几个常用卫星观测数据突然无法下载。“因为有风云卫星和空间天气地基观测协同的天地一体化空间天气观测网络,确保业务顺利运行,我们不慌。”郭建广说。

       制度和流程建设也是这场综合能力考验中的必答题。团队不断复盘值班经验,产品和机制在迭代中不断优化。

       刘墨寒告诉记者,过去一年团队开发出空间天气自动报警系统,不间断监视空间天气状况,如遇异常,会自动发送警报。预警发布时效已由半小时提升至分钟级。在此基础上,他们与运控室联合,在运控室设置预警系统,确保预警响应及时有效。

       “每次值班,我们都仔细检查系统状况,找出可能存在的问题。虽然不能一次就做到完美,但每次都在迭代更新,争取下次做得更好。”运控室负责人谢利子说。

       通过科技手段进行迭代更新的目标和对象,也会落在一些日常“小任务”上,比如,用英文制作空间天气每日简报。另外,他们还会通过算法和系统设计,为这些流程性工作增加一些智能化元素。

       从聚焦国内空间天气服务,到为全球提供空间天气服务,空间天气中心已逐步建设一系列新的空间天气业务流程规范管理制度,业务全线监视能力已初步形成。“全面优化人员、技术、业务过程,已逐步打造出‘全线监视、全面评估、全员参与、全程管理’的空间天气全流程业务。”谢利子说。

从“60后”“70后”到“80后”“90后”,科学交叉融合推动共同成长

       在谢利子看来,发挥空间天气预警效益,减轻空间天气灾害对地球的损失,要做到“两快两准”——所有预警信息推送到目标用户要快,科研到业务的转化速度要快;监测数据要准,预报结论要准。这对参与ICAO空间天气业务值班的每个团队成员来说,都是全新挑战。

       “从业务分工和细化的角度,此前空间天气监测和空间天气预报各有侧重。但ICAO值班考验的是监测、预报乃至服务的综合能力。”黄聪说。

       年龄“混搭”式排班,“老中青”传帮带,成为提升这支团队综合能力的重要方式。同时,这支研究型业务队伍学科的交叉融合也在不断加深。

       每一个来到空间天气预报台工作的人,都会获得一个编号。“001”号——空间天气首席预报员乐贵明,是台里第一位专业从事空间天气预报的业务人员。近30年的经验和积累,也使其成为那个给“最后的判断”提供重要支撑的人。

       今年,太阳几次出现持续性较大耀斑爆发。CME路径及速度如何,是否会“侵袭”地球?当国内外许多机构分析CME会到达地球时,乐贵明分析后认为基本不会影响地球。最后证明,他的判断基本准确。

       “我们都是在吸收前辈经验基础上成长起来的。”“70后”的黄聪说。而在团队其他年轻成员的眼里,黄老师则是那个愿意分享“描述地磁场活动程度的原创新算法”的热心前辈。

       “术业有专攻,每个人都有自己的重点研究方向。在过去一年,前辈们针对值班中的问题,不仅分享经典性原理和原创性算法,还常常与年轻党员谈心,我们受益匪浅。”团队“80后”年轻党员吕景天说。

       最年轻的“90后”们,已然融入这个锐意进取、勇于担当的团队,继续发扬优良传统,共同成长为全球航空飞行安全领域不可或缺的守护者。
(责任编辑:wxc)
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