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外辐射带“杀手”电子的未来趋势首次被成功预测

2021-3-17 18:16| 发布者: 薇可馨| 查看: 1086| 评论: 0

摘要: 这是艺术家对环绕地球的范·艾伦辐射带的概念图。紫色的同心区域代表内带和外带;地球被它们完全包裹着。太空中的超高速电子通常被称为“杀手”电子,因为它们会影响和破坏太空中诸如用于导航、通信以及监测天气的卫 ...

这是艺术家对环绕地球的范·艾伦辐射带的概念图。紫色的同心区域代表内带和外带;地球被它们完全包裹着。

太空中的超高速电子通常被称为“杀手”电子,因为它们会影响和破坏太空中诸如用于导航、通信以及监测天气的卫星等航天器。

据美国“科学日报网”4月9日消息称,美国科学家建造的一种史无前例的全新太空天气模型,能够可靠地预测高能粒子形成的太空风暴,从而避免这类空间天气现象对许多位于地球外辐射带轨道中的卫星和航天器造成损害。

《太空天气》杂志2月20日刊发的一篇研究论文详细介绍了该模型如何能够在超高速电子引起的太空风暴到来前,提早一天发出准确的预警。这是人类第一次成功地对这些遍布整个外辐射带的“杀手”电子的未来表现与趋势进行预测。

该论文第一作者、美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室(简称LANL)的太空科学家Yue Chen介绍道:“当今社会对现代科技基础设施的日益依赖,让我们特别容易受到恶劣空间天气事件的威胁。如果我们的GPS或通讯卫星失灵,则可能会对从航空旅行到银行交易等方方面面的人类活动产生十分广泛的负面影响。因此,长期以来,力图准确预测空间天气状况一直是我们的目标,而这种模型是向着实现这一目标迈出的坚实一步。”

在地球赤道区域离地面约8000英里至30000英里(即12875公里至48280公里)之间的高空区域就是地球的外辐射带,也被称为外范·艾伦带。这块带状区域中的高速高能电子向来以其高变异性而闻名,尤其是在太阳风暴期间,当来自太阳的新粒子进入地球的太空环境时——这就会使得它们变得极其难以预测。

该模型通过一种独特的研究方法,将“杀手”电子的数量与LANL地球同步绕赤道卫星以及美国海洋和大气管理局的近地轨道卫星近3.5年来的观测数据联系在一起,从而弥补了之前相关研究的不足与盲点。借助于电子数量和测量数据之间呈现出的相关性,Chen的团队不仅能够识别和发现发出预警所需的关键信息点,而且还开发出一个可靠的数据模型来预测外辐射带内高能电子的变化趋势。

Chen展望道:“我们对这个模型未来的提升潜力感到兴奋,我们做的研究和改进越多,我们就越有可能在新的杀手电子到来之前作出更可靠的预测,同时给予更长的预警时间。”

科界原创

编译:朱明逸

审稿:alone

责编:唐林芳

期刊来源:《太空天气》

期刊编号:1539-4956

原文链接:https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190409162809.htm

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