風雲三號E星太陽極紫外圖像。圖/國家衛星氣象中心
9月2日，「黎明星」風雲三號E星首批高精度、多波段太陽圖像正式向外界發布！這批圖像展現了太陽大氣不同層次、不同位置的物理狀態，人們可以據此更好監測和預報太陽的活動水平。此項功能也是風雲三號E星的特色之一。
此次對外發布觀測圖像的主題為「黎明星看太陽」，包括：太陽X射線極紫外成像儀觀測的極紫外圖像及多天動畫、X射線圖像、太陽輻照度光譜儀觀測的紫外--短波紅外波段的精細光譜輻射強度。
太陽是地球天氣氣候和空間環境變化的驅動源，外部結構分三層，從裡向外依次是光球層、色球層和日冕層。人們肉眼看到的是光球層，而最直接影響地球環境的是日冕層。監測太陽活動，捕捉太陽爆發過程，可以為更準確的空間天氣預報提供重要的科學數據。
風雲三號E星太陽X射線圖像。圖/國家衛星氣象中心
風雲三號E星上搭載的太陽X射線極紫外成像儀是我國第一臺空間太陽望遠鏡，也是國際上首臺具有X射線和極紫外兩個波段的太陽成像儀。觀測數據用於監測太陽日冕活動，捕捉太陽風暴爆發過程，預報地球空間電磁場和帶電粒子變化，預警太陽活動對航天航空、通信導航、電網和石油管道等基礎設施的影響。
太陽輻照度光譜儀是我國第一臺空間對日全能譜高光譜觀測儀器，監測太陽入射地球的能量微小變化，包含豐富的太陽光譜精細結構，對精密監測地球氣候系統能量變化具有重要意義。
風雲三號E星太陽光譜精細結構。圖/國家衛星氣象中心
那麼，問題來了！
太陽是太陽系唯一的恆星，它不僅影響地球的天氣和氣候，也是所有空間天氣現象的「始作俑者」。而空間天氣監測預報預警，也是氣象部門的一項重要工作，因此，風雲三號E星的太陽監測能力，顯得尤為重要。
從地球上「看」太陽，只能看到太陽可見光，直接影響地球空間環境的X射線和極紫外波段的光會被地球大氣吸收，而無法在地面上觀測到。但衛星不受日照時間、天氣條件和大氣幹擾限制，能夠全天時、全天候、全譜段地監測太陽的「一舉一動」。
來自太陽的耀斑和日冕物質拋射等爆發現象，會影響地球的磁場和電離層，可能會干擾人造衛星、影響導航定位精度、導致無線電通信中斷、甚至可能引起電網故障而導致大範圍停電。此外，在載人太空飛行器飛行、運行，以及航天員出艙等活動中，空間天氣都會對其安全產生影響。
因此，我們需要時刻關注太陽活動，捕捉太陽爆發過程，為更準確的空間天氣預報提供重要科學數據。
開展空間天氣監測是風雲三號E星的主要任務之一，它裝載了太陽X射線和極紫外成像儀、太陽輻照度光譜儀等6臺可以用於空間天氣業務的儀器。
目前我國主要利用國外衛星資料監測太陽風暴，預報預警太陽爆發現象等，為相關用戶提供空間天氣保障服務。風雲三號E星X射線和極紫外成像儀投入業務運行後，可以為當前業務提供自主可控的觀測數據，擺脫對國外資料的依賴。此外，觀測資料還可為我國空間天氣數值預報模式提供研發和檢驗的數據支撐。
太陽X射線-極紫外波段成像儀（Solar X-ray Extreme Ultraviolet Imager）簡稱X-EUV成像儀。太陽和地球一樣也具有大氣，太陽最外層的大氣叫做日冕，日冕由於溫度很高通常在極紫外和X射線等波段進行觀測。
從太空中拍攝到的太陽X射線和極紫外圖像，可以用於觀測太陽最外層大氣——日冕中的各種活動現象。就像我們要關注地球的大氣內部活動一樣，這樣才能讓預報員更加及時、準確地預報空間天氣。
X射線可以比極紫外波段看到更加高溫的日冕氣體；極紫外波段則可以更清楚地看到暗條、冕洞等溫度較低的特徵。通過將兩個不同波段觀測數據結合起來，可以更全面有效地監視太陽爆發現象。
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來源 | 中國氣象報社
編輯 | 中國氣象報社全媒體記者 王亮
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