近日，中科院空间天气预报APP上线运营(APP下载地址请见页末)。这是中科院首次通过手机客户端向公众提供空间天气业务服务，从而在空间环境信息采集和立体化服务上又迈出了重要一步——“太阳风速度最高达430千米/秒左右，地磁平静至微扰。”11月28日上午8点，每位空间天气关注者都能从一个名为“e SpaceWx”的手机客户端（APP）上看到这样一段话。在这个以蓝灰色为主色调的APP上，他们还能看到当天不同波长范围下太阳表面和大气层的图像。
　　为了做这个APP，由中科院空间科学与应用研究中心空间环境预报中心（以下简称预报中心）刘四清、蔡燕霞等人组成的研发团队琢磨了近2年。
　　APP正式上线后，蔡燕霞和团队成员的构想变成了现实，预报中心也在空间环境信息采集和立体化服务上前行了一步。不过，他们并未因此感到轻松。

　　从构想到现实
　　“尽管预报中心早已有了邮件、短信、月报等产品，但这些产品在时效性、直观性和信息量方面还存在缺陷。”预报中心主任刘四清意识到，对于大多数公众来说，通过移动智能终端访问各种信息会成为趋势，而这为空间环境预报服务提供了更广阔的发展空间。
2011年年底，他们有了个新点子——做一款“能装在口袋里”的空间天气预报客户端。
“刚开始，我们想把各种信息全都堆在首页上，但后来发现不行，因为没有重点，而且太丑了。”蔡燕霞回忆说，为做好这款APP，她四处取经，最后只得痛下决心——简化、简化、再简化。
　　3年来，为把APP设计得更加科学美观，预报中心助理研究员陈赵峰已记不清跟美工红过多少次脸。“经常因为一个细节，就争得面红耳赤。”陈赵峰笑着说。
　　如今，打开APP，首页上的太阳成像图片分外醒目；图片下方的4个圆圈和1排指示灯，分别显示最新的X射线、质子、电子数据、地磁指数，并会根据危害程度显示绿、黄、橙、红四类颜色；向右滑动，能看见当天的太阳风数据表盘。这些信息的下方，还有空间天气预报的综述。
　　其他页面上，“数据曲线”直观详细地反映出空间天气变化趋势；“科普信息”则在第一时间向公众解释太阳活动的原因和影响。“如果有突发空间天气事件，我们还会及时向用户推送警报信息。”蔡燕霞说。
　　团队的力量
　　APP的上线，并未减轻团队成员的压力。
　　“这是首次以APP形式服务公众。”刘四清说，以前都是为固定的专业用户提供服务，而现在万一出错，会带来不好的影响。“为了保证稳定性，我们在APP上线前花了小半年的时间作测试。”
　　准确，是预报的命脉。空间环境预报中心的30多名科研人员，多半有过做预报员的经历。百来字的预报信息，通常凝结了众多预报员的心血。
8年前，蔡燕霞也做过预报员。今年刚刚“下岗”的她，至今深深记得预报工作的辛苦。“不管什么时间，一旦出现红色警报，就要在1个小时内赶到这里。”
“现在，我们有十几位预报员，每两周轮一次岗，连值两天。每天有两位当班预报员，主岗预报员需要随时待命，副岗预报员在空间环境事件发生时要能第一时间到达预报中心。”预报员之一、助理研究员沈华告诉记者。
　　如何准确无误地描述和预测空间天气，是预报员长期思考的问题。“如果措辞不当，很可能带来危险、误解或恐慌。”沈华说，预报中心有严格的业务预报规范，对于大的空间天气事件，当值预报员会组织会商，包括两位当班预报员在内的4～5位研究人员，在通报前要结合数据情况和自身预报经验，讨论严重程度、警报程度、预报措辞等。
　　系统的支撑
　　做空间环境预报，空间中心并非独家，但像预报中心这样做业务化预报的单位并不多见。“这对系统的可靠性和稳定性有非常高的要求。”蔡燕霞说。
　　实际上，空间天气预报APP的背后，有一个自动运行的业务系统。
2011年7月，中科院空间环境监测网（以下简称中科网）项目启动，其建设包括信息获取、传输、处理、安全和运管等5个分系统。2012年12月，中科网正式投入运行，实现17个地基监测台站、41台监测设备的业务化、常态化运行，能监测太阳、地磁、宇宙线、电离层和中高层大气等多个环境要素。
　　其实，APP并非业务系统支撑的唯一产品。这样的系统不仅支撑了空间天气预报APP，还支撑着空间天气事件通报、空间环境月报、空间天气预报网站、短信平台、E-mail平台服务等预报服务。
“立体化的服务方式一方面提升了空间环境信息服务效果，另一方面为科学家及时发现异常空间环境现象提供线索，促使其开展有应用价值的研究。”蔡燕霞说。
　　如今，这套业务化的运作体系已吸引了总装、总参、空军、航天一院、航天五院等200多家专业用户以及民间的信鸽协会、天文爱好者等公众用户。
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　　 2013年10月4日某信鸽协会收到大量信鸽丢失的报告，信鸽放飞之后没有像鸽友预计的那样按时归巢，只有少数信鸽回来了，而且归巢速度也慢了很多，其他信鸽则是下落不明。比赛经验丰富的信鸽为什么会迷失了方向？信鸽放飞之后遭遇了哪些突发状况？要解释着一现象还要从信鸽的导航原理说起。

信鸽靠什么导航？

　　信鸽具有天生的归巢本能，能够从遥远而陌生的地方返回自己的巢穴，这种归巢本能就是信鸽竞翔运动的基础。然后信鸽的这种本领从何而来依然是个迷，有人认为信鸽靠地磁、太阳、月亮、视觉等导航，但是单一的信鸽导航理论往往不能解释一些归巢现象，例如患有白内障的信鸽、年幼的信鸽依然具备归巢能力。相关研究表明信鸽在近距离的导航主要依靠地形影像匹配进行导航，这种导航方式主要用在靠近巢穴10-20km的地方使用，而在远距离导航的问题上还有争议，有人认为信鸽是靠太阳或是月亮进行定向，也有人认为是靠地磁场进行定向和定位。但有相关研究表明信鸽具有磁性感知能力，能够感知地磁场微妙的变化，利用地磁场建立地磁坐标确定自己的位置和方向，最终找到一条合适的回家之路。信鸽或许同时或交叉使用多种导航，那么具备了这么多的导航方式，信鸽能够在任何气象条件下成功归巢吗？看的见的气象包括下雨、阴天、大风，哪看不到的“气象”又有些什么呢？

图1 正在看地图的信鸽

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　　北京时间2014年11月8日00:53，活动区AR2205（N15E32）爆发大X射线耀斑（X1.6级），01:34结束，达到橙色警报级别。此次爆发活动还伴随偏晕日冕物质抛射。

　　活动区AR2205自11月3日转入日面以来，频繁爆发，共产生了1个X级和12个M级X射线耀斑。目前该活动区的面积为410个太阳面积单位，磁类型为复杂的Beta-Gamma-Delta类型。

　　此次爆发位置位于日面东侧，其伴随的日冕物质抛射预计不会引发地磁扰动。未来一段时间，该活动区将转入日面中心位置，预计仍有可能爆发M级及以上级别X射线耀斑。

　　关于活动区AR2205的进一步发展，我们将密切关注并及时通报。

图1 SDO卫星观测到的X1.6级耀斑

图2 太阳X射线流量

　　北京时间2014年10月30日12:17，在爆发完一个M1.2级中等耀斑之后，黑子群AR2192终于开始“休息”，进入“待机”状态。此次爆发活动，已经是该黑子在进入可见日面后爆发的第35个M级耀斑，在此期间，它还爆发了6次X级大耀斑。

　　当黑子群AR2192还藏在太阳背后时，就爆发了多个M级耀斑，并伴随有巨大的日冕物质抛射。10月17日，在转入可见日面后，面积持续增加，磁类型交错复杂，蕴藏着巨大能量。其面积在10月27日最大达到2750个太阳面积单位，为地球大小的数十倍，成为自1990年11月18日以来的最大太阳黑子。按照耀斑爆发的次数和等级来讲，已经成为第24太阳活动周以来的最强爆发活动，因此，该黑子可称之为第24太阳活动周的“最大、最强黑子”。下图是SDO卫星观测到的10月26日X2.0级耀斑成像图。

　　但是，该黑子在日面期间的所有爆发活动，没有伴随太阳高能质子事件，也没有朝向地球的日冕物质抛射事件，我们所使用的卫星、导航、地面电力等技术设备和系统，可谓是有幸躲过了一大劫。

　　不过，这些太阳耀斑还是会对向阳面的电离层造成影响，使向阳面发生电离层扰动，进而使短波通讯受到影响甚至中断。黑子群AR2192爆发的前述M和X级耀斑中，主要有两次爆发活动对我国电离层产生了明显影响：10月19日12:17爆发的X1.1级耀斑、10月22日09:16爆发的M8.7级耀斑就造成我国大部分地区的电离层发生短波吸收现象，部分地区达到橙色或黄色警报级别。其余的几次大耀斑爆发期间，我国大部分地区处于夜间时段，电离层受到太阳爆发活动的影响较小，反之，此时处于向阳面的全球其他区域受到了较大影响。下图给出了10月25日X3.1级耀斑造成的电离层短波吸收情况，从图中可看出，短波吸收主要发生在太平洋和美洲西部地区。

　　北京时间2014年10月27日22:12，活动区AR2192（S12W59）第6次爆发大X射线耀斑（X2.0级），于23:09结束，达到橙色警报级别。此次爆发活动仍没有伴随日冕物质抛射。

　　AR2192是自1990年11月以来面积最大的活动区，为第24太阳活动周以来最强活动区。目前，该活动区已转至日面西边缘，面积有所减小，但其磁类型仍较为复杂，爆发活动仍剧烈、频繁。自10月17日转入可见日面以来，已连续爆发了6次X级耀斑和20次M级耀斑。预计未来2-3天，仍有可能爆发M级及以上级别X射线耀斑。

　　关于活动区AR2192的进一步发展，我们将密切关注并及时通报。

图1 SDO卫星观测到的X2.0级耀斑