日冕物質(zhì)拋射(CME)及其伴隨激波常常會給地球空間環(huán)境帶來劇烈的擾動,產(chǎn)生一系列地球物理效應(yīng),如磁暴、電離層暴、熱層暴、高能粒子暴等,危及空基和地基技術(shù)系統(tǒng)的安全,給社會經(jīng)濟造成巨大損失;因而準(zhǔn)確預(yù)測CME/激波的到達(dá)時間是空間天氣研究和預(yù)報的一個重要方面。作為國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測網(wǎng)”(子午工程二期)的標(biāo)志性設(shè)備,稻城圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡是目前全球規(guī)模最大的綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡,可以在米波波段對CME的爆發(fā)和近太陽傳播過程進(jìn)行高精度射電頻譜和成像監(jiān)測。
中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心圓環(huán)陣團隊聯(lián)合國內(nèi)多家單位的合作者,對圓環(huán)陣十六單元實驗陣列在2022年4月17日觀測到的一次伴隨II型射電暴的CME事件進(jìn)行了研究,詳細(xì)測量了該射電暴的頻譜漂移特征,估算了產(chǎn)生II型射電暴的日冕激波初始位置和傳播速度,結(jié)合爆炸波模型,并考慮了傳播方向的影響,成功預(yù)測了相應(yīng)行星際激波傳播到STEREO-A衛(wèi)星軌道的時間,預(yù)報誤差小至0.66小時。這是基于圓環(huán)陣數(shù)據(jù)的首次預(yù)報研究,顯示了圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡在空間天氣監(jiān)測與預(yù)報方面的巨大應(yīng)用潛力。近日,相關(guān)成果的文章在國際著名期刊《天體物理學(xué)雜志》(ApJ)上發(fā)表。
圖一 2022年4月17日復(fù)雜II型射電暴事件的圓環(huán)陣頻譜觀測及射電源運動學(xué)特征提取

圖二 STEREO-A衛(wèi)星觀測到的行星際激波(紅線)與模型預(yù)測的激波到達(dá)時間(藍(lán)線)對比
未來,團隊將聚焦圓環(huán)陣觀測到的大量射電CME事件,進(jìn)一步完善和優(yōu)化預(yù)報方法,開展圓環(huán)陣自主數(shù)據(jù)的應(yīng)用研究,開發(fā)具備“實戰(zhàn)”能力的自動化預(yù)報模型,服務(wù)于空間天氣預(yù)報等國家需求。