太空中“天气”怎样预测？人工智能要当上“气象员”啦~
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中国气象局消息，根据我国“羲和号”卫星观测，近日，太阳发生了一次日珥爆发事件，大量的等离子体物质和能量被抛向太空。太阳活动仍处于高发期，因此高效、精准的空间天气预报尤为重要。目前，我国人工智能赋能空间天气预报取得了新的进展。
世界首个空间天气
人工智能预报模型建成
总台央视记者 任梅梅：我国自主研发的、世界首个面向空间天气监测预报的人工智能模型，将于近期正式对外发布，它能够预报太阳爆发影响地球的全过程，将为复杂空间天气智能预报提供新的技术手段。
国家空间天气监测预警中心主任 王劲松：在此之前，我们实际上已经构建了从太阳到地球的多个人工智能模型。比方说针对太阳风的模型，叫作“煦风”；针对地球磁场的，叫“天磁”；针对地球电离层的叫“电穹”，分别针对不同的区域进行预报。
国家空间天气监测预警中心主任 王劲松：没有体现从太阳到地球整个因果链的物理的关系，就不可能提高预报水平，因此我们就发明了一种耦合优化器，把所有这些大模型装起来，构建了一个可以插拔的、未来可以更新的空间天气链式的人工智能模型，叫“风宇”，使得上下游的模式之间能够相互学习，相互传递，相互提高对方的精度。
据介绍，空间天气涉及太阳、行星际空间、地球磁层、电离层等多个圈层的相互作用，物理机制极为复杂，目前我国已经建立起天地一体化的观测体系，如何将海量数据快速融合，缩短传统数值模型的计算耗时，就需要人工智能的帮助。通过这个模型，将观测数据与数值模式生成的数据结合，可实现从空间天气监测、建模到预警的全链路智能化，来实现快速、实时的空间天气预测。
国家空间天气监测预警中心主任 王劲松：比方说我们现在测试，对电离层的预报精度的误差小于10%，这已经是当今最好结果了。因此在未来，通过我们的数值模型和人工智能模型匹配使用，再加上我们的一些经验预报的话，我们的准确率会更高。
实时自动识别太阳风
助力空间天气预报
记者了解到，人工智能正在助力空间天气监测、预报以及研究的各个环节，比如一次太阳风事件，捕捉到它的迹象、分析它的来源都可以实时进行，以更好地预报出它未来的发展和影响。
中国科学院国家空间科学中心副主任 李晖：AI技术赋能空间天气预报，我们这里面做的实际上是根据太阳风观测数据，来推断这一段的太阳风究竟是从太阳表面哪个源区产生的，我们叫太阳风源区的自动识别或者自动分类。
太阳风，是指太阳外层大气向外射出的高速带电粒子流，它与地球磁场及大气相互作用，可能会引发磁暴、产生极光、干扰卫星通信与电网系统等。不过，源于太阳表面不同位置的太阳风，所造成的空间天气的效应也不一样，有了人工智能的自动识别，可以为空间天气预报提供更有效的信息支撑。
中国科学院国家空间科学中心副主任 李晖：同样的行星际南向磁场，如果它来自于日冕物质抛射，就有很大概率去预期接下来它可能会发生一个比较大的磁暴事件；如果它来源于高速流，那么它产生的磁暴的强度通常不会特别大。我们以前是通过人工来分类，通常都得是这个事件已经发生完了，才能知道这是一个CME(日冕物质抛射)事件，而现在我们的AI的技术，从事件的一开始，就通过它的特定的信息去判断它此刻是什么，接下来是什么，每时每刻都是实时的。
天地一体化监测预警
提升卫星自身防护
针对随机发生的太阳爆发事件，我国正不断完善天地一体化监测预警体系。专家表示，与此同时，提升卫星系统自身防护能力也同样重要。
中国科学院国家空间科学中心副主任 李晖：所有的太阳爆发都是随机现象，就像我们煮一锅开水，在水即将沸腾的时候，你永远不知道第一个气泡是在水面上哪个地方、什么时间发生，我们现在的太阳就像我们即将沸腾的开水。
为了第一时间捕捉太阳爆发，及时作出预报预警，我国已建立起天地一体化空间天气监测体系，“风云卫星”“羲和号”和“夸父一号”卫星，在空中紧盯着太阳的一举一动；在地面，中国气象局布局73个台站，国家重大科技基础设施——子午工程布局了31个台站近300台设备，首次实现了对日地空间环境全圈层多要素的立体式综合探测；空间天气链式数值预报模型和人工智能预报模型的建成，也将为复杂空间天气预报提供新的技术手段。专家建议，在不断加强监测预警的同时，也需提升卫星系统自身防护能力。
国家空间天气监测预警中心主任 王劲松：从航天器的设计开始，一直到它最后的运行，各个环节都必须要考虑到空间天气的影响。比方卫星设计的时候，就要根据太阳活动的强弱去判断，在它的使用寿命中可能经受到的辐射上下限是多少，做好相关防辐射的设计。另外像卫星它在不同的轨道可能遇到的由于空间天气变化而导致它受到阻力变化的时候，它上面所带的燃料，甚至卫星的样子和它飞行的姿态都有很多的考虑。
中国科学院国家空间科学中心副主任 李晖：我们希望是在卫星上引入人工智能，有这样的一个智能的芯片，它不再完全依赖我们地面做预报，再传给它一个指令，它是就地采样、就地分析、就地决策，所以我们希望未来是有一个自主智能的一个手段。
(央视新闻客户端) 【编辑:张子怡】
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