太空天气与太空科学共24页文档

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祝融号是天问一号任务火星车。高度有1米85 ，重量达到240公斤左右。设计寿命为3个火星 月，相当于约92个地球日。 2020年7月23日12 时41分，在中国文昌航天发射场由长征五号遥四 运载火箭发射升空。2021年4月24日，2021中 国航天日开幕启动仪式在江苏南京举行。中国首 辆火星车命名为“祝融号”，火神祝融登陆火星 的意思。祝融英文名称采用直接音译方式确定为 ：“Zhu Rong”5月17日，祝融号火星车首次 通过环绕器传回遥测数据。 5月22日10时40分 ，“祝融号”火星车已安全驶离着陆平台，到达 火星表面，开始巡视探测。 6月11日，天问一号 探测器着陆火星首批科学影像图公布。 8月23日 ，祝融号火星车平安在火星度过100天，更是行 驶里程突破1000米的关键一天。
星星的分类——卫星
是指进入太阳系内亮度和形状会随日距变化而变 化的绕日运动的天体，呈云雾状的独特外貌，也 是中国神话传说的扫帚星（星官名）。彗星分为 彗核、彗发、彗尾三部分。彗核由冰物质构成， 当彗星接近恒星时，彗星物质升华，在冰核周围 形成朦胧的彗发和一条稀薄物质流构成的彗尾。 彗星的质量、密度很小，当远离太阳时只是一个 由水、氨、甲烷等冻结的冰块和夹杂许多固体尘 埃粒子的“脏雪球”。当接近太阳时，彗星在太阳 辐射作用下分解成彗头和彗尾，状如扫帚。
国际太空探索 我国太空探索
太阳系的组成 八颗行星
目录
01 地 球 在 宇 宙 中 02 人 类 的 太 空 探 索 03 课 堂 小 结 04 课 堂 小 练
PART ONE 地球在宇宙中
星星的分类
01
02
我们看到的星星， 大多都是恒星，另外还 有行星、彗星、卫星、 星云等。
星星的分类——恒星
国际太空探索

太空科學的研究範疇
(courtesy of Windows to the Universe, at / at the UCAR)
國際日地物理聯合計畫
我國太空科技的發展
1991年10月，依行政院核定之十五年「國家太空科技 發展長程計畫」(第一期計畫)設立太空計畫室籌備處， 作為我國太空計畫的執行單位，並藉由太空計畫室業 務組織的推展，建立國內大型高科技系統整合能力， 以奠定我國太空科技發展之基礎，並塑造未來在國際 太空市場及應用產業上有利之競爭資源。 「第二期國家太空科技發展長程計畫」於2002年12月 經國科會委員會議審議通過，全程計畫15年，期限為 2004年至2018年。「第二期太空科技長程計畫」將延 續第一期太空科技計畫成果，策重國家需求，以執行 衛星計畫為主軸，推動學術研究及產業發展，全面提 升我國太空科技發展能量，開創產業附加價值。 2003年國科會成立財團法人國家實驗研究院，國家太 空計畫室改隸其管轄。由於太空計畫室已累積建立我 國太空科技發展體系與基礎建設，及成熟的太空科技 能力，為台灣太空科技整合中心，因此自2005年4月1 日起更名為國家太空中心。
III.

"一般天氣" 乃指地球大氣層(主要是對流層)的溫 度、降水與日照等相關的現象變化。
太空環境空間
(courtesy of Windows to the Universe, at / at the UCAR)
中性大氣剖面圖
(此圖取自中央氣象局網站)
Space Weather (太空天氣)

I. II.
太空天氣 (space weather)
影響太空中或地面上之科技設施以及人類生活與健康的太 空環境因素之變化。 涵蓋的空間範圍從太陽(sun)經由行星際空間的太陽風(solar wind)，一直到地球的磁層(magnetosphere)、電離層 (ionosphere)及熱氣層(thermosphere)等。 著重於太陽對地球的各種物理作用，也稱為日地物理學 (solar-terrestrial physics)。

Invited Special Paper
Chi nese J ournal of N at u re Vol. 28 No . 4
走进我们生活的新学科 ———空间天气学
方 成
中国科学院院士 , 南京大学天文系 , 南京 210093 关键词 空间天气学 日冕物质抛射 太阳耀斑
编者按 :2005 年“神舟”六号运行期间 , 中央电视台每天推出的空间天气预报引起了人们对空间天气学的关注 。 空间天气学不仅对那些引人注目的空间工程 (如双星计划 、嫦娥工程以及载人飞船等) 有较大影响 , 就连我们日常生 活也常常受到空间天气的影响 。为此我刊特约太阳物理学专家 , 中国科学院方成院士撰写了该文 , 系统地介绍了空 间天气学这一新兴的交叉学科 ,以飨读者 。
自 然 杂 志 28 卷 4 期
特约专稿
了相应的理论模型 。根据观测和理论模型 , 初步建立了 空间天气的预报方法和预报体系 。空间天气学迎来了 朝气蓬勃的发展时期 。
1971 年 12 月 14 日美国海军实验室的 OSO27 卫星 最早清楚地观测到日冕抛射出大量物质的事件 , 当时称 为“日冕瞬变”事件 。直到 20 世纪 70 年代末和 80 年代 初才明确提出了“日冕物质抛射”( CM E) 的概念 。30 年 多来 , 人 造 卫 星 和 地 面 观 测 仪 器 已 观 测 到 一 万 余 个 CM E 。现在人们对 CM E 的特性已有了一些基本的了 解[325 ] : CM E 是大尺度的爆发事件 , 一般由日冕稀薄的 高温 (1～2 百万度) 物质组成 ; 平均张角在纬度方向为 45°,在经度方向可达 180°以上 ; 一次 CM E 事件可抛射 出上亿吨至上百亿吨的物质 , 速度为 100～2 000 k m/ s , 平均速度从太阳活动极小年到极大年变化达 1 倍 , 且平 均速度极大年发生在黑子数极大年之后 2 年多 ; 能量的 典型值为 1023 ～1025 J ; CM E 具有许多不同的表观形态 和结构 , 如环状 、泡状 、晕状 、束流状和扇形等 , 大约有三 分之一的 CM E 由亮环 、暗穴和亮核三部分所组成 ; 有些 CM E 离开太阳后其磁场仍同太阳相连 , 如果其中的磁 场足够强 ,则在行星际空间能观测到磁云结构 ; CM E 同 太阳上的暗条爆发以及耀斑的关系相当密切 , 约有 80 % 以上的晕状 CM E 同耀斑共生 。它们不是因果的关系 , 而很可能都是太阳上磁场不稳定性过程中的不同产物 ; CM E 同太阳射电 Ⅳ型暴和 Ⅱ型暴关系密切 ; CM E 的数 目随太阳活动周期而变化 :太阳活动极小年附近平均每 3～5 天发生 1 个 ,太阳活动极大年附近则每天可发生 5 ～6 个等等 。CM E 从日冕抛射出来后就进入了行星际 空间 , 产生各种扰动 ,包括激波及受其加速的高能粒子 、 行星际 CM E ( I CM E ,包括磁云) 。它们会造成空间天气 的剧烈变化 , 如果 CM E 到达地球附近时携带有南向磁 场分量 , 则很可能会造成较大的地磁暴和电离层暴等许 多地球物理效应 。但是 , 目前对 CM E 的前兆 、源区情 况 、储能过程及产生机制仍然不大清楚 , 对 CM E 到达地 球附近时影响地磁层 、电离层和中高层大气的过程和机 制也需要进一步仔细研究 。图 2 ( 见封底) 给出 SO HO 卫星观测到的形状各异的日冕物质抛射事件 。