“大国重器”助力逐梦星辰大海，人工智能赋能空间天气预报结硕果

中国气象局消息，根据我国“羲和号”卫星观测，近日，太阳发生了一次壮观的日珥爆发事件，大量的等离子体物质和能量被抛向太空。这次爆发的威力极其强大，划出了一条长达约40万公里的炽热等离子体沟壑，其长度大致相当于地球到月球的距离。

日珥是由太阳等离子体构成的较冷且密集的丝带，它们可以通过磁场悬浮在太阳表面上，当这些日珥变得不稳定时，可能会剧烈爆发，有时会引发日冕物质抛射，触发地球上的地磁暴，但这次事件发生在太阳的东边缘，并未对准地球，所以没有造成明显的近地空间环境变化。

太阳活动仍处峰年空间天气灾害还将频发

像这样的日珥爆发事件，如果朝向地球，就可能引起近地空间天气变化。与地球上的“风雨雷电”类似，太阳和地球之间的广袤空间也有“天气变化”，称为空间天气，主要包括太阳风、地磁暴、电离层扰动等。灾害性空间天气可导致卫星失效、通信中断、导航偏差、电网瘫痪等重大风险。专家表示，随着太阳活动高年的到来，类似的事件已多次发生，目前太阳活动虽然有所减弱，但仍处于较高水平，未来太阳仍有可能出现大规模爆发。

太阳活动具有约11年的周期性变化规律，从2019年开始的第25个太阳活动周已进入峰年阶段，2024年和2025年都是太阳活动的高发期。研究发现，本次太阳活动周比上一个太阳周期更为强烈。

中国科学院国家空间科学中心副主任李晖称：“从2024年到今年，太阳上大概有60余次X级别的大耀斑产生，一次X级别耀斑的能量大概相当于中国30万年用电量的这样一个水平，这些X级耀斑会引发日冕物质抛射，传播到地球以后会引起空间环境的剧烈扰动，2024年5月，多个X级耀斑引发了特大磁暴事件；在2024年10月份也有一个超大磁暴，引起了我国电离层大面积的减弱甚至消失，对我们的通讯导航造成了很强的扰动和危害。”

预计到2030年本轮活跃期结束前，太阳仍可能出现大规模爆发，尤其是日冕物质拋射和X级耀斑可能引发强地磁暴。

太阳活动频繁太空资产安全面临挑战

随着人类科技的进步，太阳爆发活动导致的空间天气灾害的影响将越发显著，尤其对在轨航天器和地面通信系统的威胁增大。专家提醒，活跃的太阳活动引发的空间天气灾害正使得太空资产安全面临更大挑战。

当前，我国太空资产规模持续壮大，在轨航天器数量已超1000颗，太阳活动进入高活跃状态，空间天气灾害频频发生，给太空资产安全带来了更大挑战。据统计，在轨卫星故障有一半左右是受到空间天气事件的影响。

此外，太阳爆发之后产生大量的高能粒子会穿过卫星的电子器件，影响仪器发出的指令与数据图像，同时也会给航天员舱外作业安全等带来不利影响。

人工智能赋能空间天气预报取得新进展

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。

记者向大家展示了我国自主研发的、世界首个面向空间天气监测预报的人工智能模型。据了解，这个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称：“在此之前，我们实际上已经构建了从太阳到地球的多个这种人工智能的模型，比方说针对太阳风的模型，叫‘煦风’，这个是针对地球磁场的，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，但是它没有体现从太阳到地球整个因果链的物理的这种关系，就不可能提高它的预报水平。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。

人工智能赋能空间天气预报取得新进展：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称：“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。

人工智能赋能空间天气预报取得新进展：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。

为了第一时间捕捉太阳爆发，及时做出预报预警，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称：“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。比如卫星设计的时候，就要根据太阳活动的强弱去判断，在它的寿命期间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，像卫星在不同的轨道可能遇到的这种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必须有很多的考虑。”