中國氣象局消息，根據我國“羲和號”衛星觀測，近日，太陽發生了一次日珥爆發事件，大量的等離子體物質和能量被拋向太空。太陽活動仍處于高發期，因此高效、精準的空間天氣預報尤為重要。目前，我國人工智能賦能空間天氣預報取得了新的進展。
世界首個空間天氣
人工智能預報模型建成
總臺央視記者 任梅梅：我國自主研發的、世界首個面向空間天氣監測預報的人工智能模型，將于近期正式對外發布，它能夠預報太陽爆發影響地球的全過程，將為復雜空間天氣智能預報提供新的技術手段。
國家空間天氣監測預警中心主任 王勁松：在此之前，我們實際上已經構建了從太陽到地球的多個人工智能模型。比方說針對太陽風的模型，叫作“煦風”；針對地球磁場的，叫“天磁”；針對地球電離層的叫“電穹”，分別針對不同的區域進行預報。
國家空間天氣監測預警中心主任 王勁松：沒有體現從太陽到地球整個因果鏈的物理的關系，就不可能提高預報水平，因此我們就發明了一種耦合優化器，把所有這些大模型裝起來，構建了一個可以插拔的、未來可以更新的空間天氣鏈式的人工智能模型，叫“風宇”，使得上下游的模式之間能夠相互學習，相互傳遞，相互提高對方的精度。
據介紹，空間天氣涉及太陽、行星際空間、地球磁層、電離層等多個圈層的相互作用，物理機制極為復雜，目前我國已經建立起天地一體化的觀測體系，如何將海量數據快速融合，縮短傳統數值模型的計算耗時，就需要人工智能的幫助。通過這個模型，將觀測數據與數值模式生成的數據結合，可實現從空間天氣監測、建模到預警的全鏈路智能化，來實現快速、實時的空間天氣預測。
國家空間天氣監測預警中心主任 王勁松：比方說我們現在測試，對電離層的預報精度的誤差小于10%，這已經是當今最好結果了。因此在未來，通過我們的數值模型和人工智能模型匹配使用，再加上我們的一些經驗預報的話，我們的準確率會更高。
實時自動識別太陽風
助力空間天氣預報
記者了解到，人工智能正在助力空間天氣監測、預報以及研究的各個環節，比如一次太陽風事件，捕捉到它的跡象、分析它的來源都可以實時進行，以更好地預報出它未來的發展和影響。
中國科學院國家空間科學中心副主任 李暉：AI技術賦能空間天氣預報，我們這里面做的實際上是根據太陽風觀測數據，來推斷這一段的太陽風究竟是從太陽表面哪個源區產生的，我們叫太陽風源區的自動識別或者自動分類。
太陽風，是指太陽外層大氣向外射出的高速帶電粒子流，它與地球磁場及大氣相互作用，可能會引發磁暴、產生極光、干擾衛星通信與電網系統等。不過，源于太陽表面不同位置的太陽風，所造成的空間天氣的效應也不一樣，有了人工智能的自動識別，可以為空間天氣預報提供更有效的信息支撐。
中國科學院國家空間科學中心副主任 李暉：同樣的行星際南向磁場，如果它來自于日冕物質拋射，就有很大概率去預期接下來它可能會發生一個比較大的磁暴事件；如果它來源于高速流，那么它產生的磁暴的強度通常不會特別大。我們以前是通過人工來分類，通常都得是這個事件已經發生完了，才能知道這是一個CME（日冕物質拋射）事件，而現在我們的AI的技術，從事件的一開始，就通過它的特定的信息去判斷它此刻是什么，接下來是什么，每時每刻都是實時的。
天地一體化監測預警
提升衛星自身防護
針對隨機發生的太陽爆發事件，我國正不斷完善天地一體化監測預警體系。專家表示，與此同時，提升衛星系統自身防護能力也同樣重要。
中國科學院國家空間科學中心副主任 李暉：所有的太陽爆發都是隨機現象，就像我們煮一鍋開水，在水即將沸騰的時候，你永遠不知道第一個氣泡是在水面上哪個地方、什么時間發生，我們現在的太陽就像我們即將沸騰的開水。
為了第一時間捕捉太陽爆發，及時作出預報預警，我國已建立起天地一體化空間天氣監測體系，“風云衛星”“羲和號”和“夸父一號”衛星，在空中緊盯著太陽的一舉一動；在地面，中國氣象局布局73個臺站，國家重大科技基礎設施——子午工程布局了31個臺站近300臺設備，首次實現了對日地空間環境全圈層多要素的立體式綜合探測；空間天氣鏈式數值預報模型和人工智能預報模型的建成，也將為復雜空間天氣預報提供新的技術手段。專家建議，在不斷加強監測預警的同時，也需提升衛星系統自身防護能力。
國家空間天氣監測預警中心主任 王勁松：從航天器的設計開始，一直到它最后的運行，各個環節都必須要考慮到空間天氣的影響。比方衛星設計的時候，就要根據太陽活動的強弱去判斷，在它的使用壽命中可能經受到的輻射上下限是多少，做好相關防輻射的設計。另外像衛星它在不同的軌道可能遇到的由于空間天氣變化而導致它受到阻力變化的時候，它上面所帶的燃料，甚至衛星的樣子和它飛行的姿態都有很多的考慮。
中國科學院國家空間科學中心副主任 李暉：我們希望是在衛星上引入人工智能，有這樣的一個智能的芯片，它不再完全依賴我們地面做預報，再傳給它一個指令，它是就地采樣、就地分析、就地決策，所以我們希望未來是有一個自主智能的一個手段。
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