课程大纲

课程大纲

空间环境预报

课程编码:082500M01003H 英文名称:Prediction of Space Environment 课时:54 学分:3.00 课程属性:一级学科核心课 主讲教师:刘四清等

教学目的要求
本课程为空间物理学专业研究生的专业核心课程。空间环境是航天器运行的场所、通讯信号传播的媒介,空间环境扰动事件,可导致航天器平台和载荷不同程度的破坏,引起通信信号的衰弱、导航定位精度的下降等,因此,空间环境预报对保障人类天地基系统安全、可靠运行具有非常重要的意义。本课程将介绍空间环境的基本概念及其对人类天地基技术系统的影响,讲授空间环境事件如太阳耀斑、太阳质子事件、地磁暴、高能电子暴等的自身发展规律,并围绕空间环境预报这个最终目标,讲授各种空间环境要素的监测、空间环境预报的方法和手段、国内外空间环境预报的实践和发展趋势。通过本课程的教学,说明对空间环境信息的掌握可以有效规避和防范由其引起的各类灾害。以课程讲授和实习相结合,期望学生能够对各类空间环境要素的预报有较为完整、重点突出、概念清晰的认识。

预修课程
空间物理概论、空间等离子体物理、

大纲内容
第一章 概论 3学时
第1节 空间环境的基本概念
第2节 空间环境预报的必要性
第3节 空间环境的预报依据
第4节 空间环境预报要素
第5节 空间环境预报方法
第二章 空间环境影响 3学时
第1节 空间环境对航天系统的影响
第2节 空间环境对电波信号的影响
第3节 空间环境对地面系统的影响
第4节 空间环境影响的防护和应对
第三章 太阳活动预报 6学时
第1节 太阳与太阳活动
第2节 太阳耀斑
第3节 日冕物质抛射
第4节 太阳质子事件
第5节 太阳活动水平预报
第6节 太阳爆发活动预报
第四章 行星际空间环境及预报 6学时
第1节 背景太阳风的产生与特性
第2节 背景太阳风的结构
第3节 背景太阳风的预报方法和模式
第4节 日冕物质抛射的行星际特性
第5节 日冕物质抛射的传播及预报
第6节 太阳高能粒子几波加速及预报
第五章 磁层及其预报 12学时
第1节 磁层的形成和基本结构
第2节 磁层等离子体的运动方式
第3节 磁层中的输运过程
第4节 磁层中的电场和电流体系
第5节 磁层亚暴
第6节 磁暴
第7节 暴时能量的来源和耗散
第8节 暴时场和电流的耦合
第9节 磁暴的预报
第10节 地磁指数的预报
第11节 磁层顶预报
第12节 地磁场预测
第13节 辐射带高能粒子的预测
第14节 高能电子暴预测
第15节 等离子体环境的预测
第16节 业务预报中有关磁层的内容和现状
第六章 中高层大气环境及其预报 6学时
第1节 中高层大气的结构
第2节 中高层大气能量来源
第3节 热层大气环流
第4节 中高层大气扰动变化
第5节 临近空间环境
第6节 中高层大气环境预报方法简介
第7节 标准大气的发展和特点
第8节 参考大气的发展和特点
第9节 关键空间环境指数简介
第10节 中高层大气环境预报实际需求
第七章 电离层环境及其预报 6学时
第1节 电离层基本理论
第2节 电离层的气候变化特征
第3节 太阳风暴引起的电离层扰动
第4节 电离层预报方法简介
第5节 电离层扰动天气预报
第6节 电离层模式介绍
第八章 空间环境预报服务 3学时
第1节 概述
第2节 空间环境预报及服务产品
第3节 空间环境保障服务
第4节 空间环境服务机构
第5节 空间环境服务发展形势
第九章 空间环境预报实践
第1节 空间环境每日预报内容简介 2学时
第2节 空间环境每日预报流程简介 2学时
第3节 空间环境每日预报模拟实习 2学时
第十章 考试 3学时
第1节 课堂开卷

教材信息
1、 空间天气及其物理原理 [美]德洛丝.尼普 2020年6月 科学出版社

参考书
1、 太阳风暴的监测与预测 龚建村 2012年9月 国防工业出版社

课程教师信息
刘四清(首席教授)、钟秋珍、师立勤