“神舟七号”载人航天飞船即将于预定的时间在酒泉卫星发射中心择机发射，可以说现在“神七”已经是箭在弦上，只等一个合适的天气“窗口”了。载人航天飞行任务对于气象保障工作具有非常高的要求，究竟它能否顺利的发射成功呢？带着这些问题，我们走访了中央气象台首席预报员、高级工程师乔林，国家空间天气监测预警中心空间天气室主任王劲松。
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航天发射主要考虑风、雷电、温度影响
中国网：
乔老师，我们首先想了解一下，气象因素在整个载人航天飞船的发射和飞行过程中到底具有怎样的影响？
乔林：在飞船发射的过程中受到很多天气条件的制约，一个非常明显的例子是美国的航天飞机在1986年1月发射升空的时候，就是“挑战者号”，由于温度过低，造成它的密封圈失灵，结果出现了非常严重的事故。就航天发射来讲，主要考虑几个因素：一个是风的因素，另一个就是雷电天气，还有一个是温度的影响。当然，我们也会向航天发射的有关部门提供能见度、沙尘天气、天空云量、降水情况等等的数据。
就今年的神舟七号飞船发射，我们也把这些天气因素、天气预报都要做出来，向有关部门呈送。载人飞船的发射对于风速的要求，就是在近地面层100米以下的高度，要求是在8秒/米以下，如果是风大的话，它的摆臂张开以后风会对火箭带来一些影响，比如说摇摆等等。如果风速更大的话，甚至有一些移动的情况。这样的话，就会对发射造成严重的影响了。
另外就是雷电天气。如果有的话，会对火箭里面的器件都造成一定的影响，所以说要没有雷电天气的出现，包括没有带电的云层，就是在火箭发射的上空。再一个就是高空风，就是在距地面二十多公里的高度左右，在这个高度上风是最大的，最大风应该是在70秒/米以下。如果风速再大的话，对火箭的发射轨迹可能会带来一些影响。这是对高空风的要求。
当然，如果能见度好，没有沙尘天气，这样对于发射是更有利了。温度也是一样，温度最好是能在零下十度以上。当然，温度在零上是最好了，这样的话不至于使得火箭的温度有一个明显的变化。尤其是温度不要有一个剧烈升降的情况。当然，随着火箭的发射升空，飞船在太空运行期间也会受到空间天气的影响。
同样，飞船在返回期间也是要关注这些天气。当然对于能见度的要求要更高一些。因为在返回的阶段，可能还会有一些目测来寻找。如果肉眼能够看到它的返回，更有利于飞船及时的落地或者被发现。另外，对风的要求，包括从高空到近地表的风的要求。如果近地表的风比较小的情况下，飞船着地以后，如果有风，因为那个伞包很大，可能它的伞包就会拖着返回舱，出现移位，这样会对航天员和回收舱里的仪器带来影响。所以飞回期间对高空风也有一定的要求，对于能见度也是有要求。
就今年神舟七号发射期间，在窗口期间的天气来讲，从现在的分析来看，风速是能够满足载人飞船发射的要求。我们现在预报，在窗口期间，风是在5到7秒/米，是东南风。高空最大的风速在50—55秒/米，是西南，偏西风。天空的云量比较多一些，可能是多云到阴的天气，但是云不是带电的云层，可能对火箭的发射不至于产生大的影响。
另外，从能见度来讲也是比较好的，会在25公里左右。再一个，由于风比较小，也不会有沙尘天气的出现。总体上来讲，从气象条件目前的情况来看，对飞船的发射来看，天气条件不会带来不好的影响。当然，由于天气是千变万化的，有的时候是瞬息万变的情况，我们会密切地关注天气的信息，向航天发射有关部门呈报我们预报的服务信息。
中国网：就目前监测到的情况看，各项的天气指标还是适合飞船的发射。但是在发射的当天，最怕遇到的天气是什么样的？如果这种天气发生了，我们有没有相应的应急预案？
乔林：一个是风的影响，再一个是雷电天气的影响。实际上从现在来看，可能造成影响的这两个因素不会出现。当然，你讲到有没有什么措施，我想航天发射的窗口是根据航天的发射要求来制定的窗口。这个窗口制定以后，就看天气是不是适合在这个窗口期间进行发射。如果天气不合适，我想航天部门会采取一些措施，比如推迟发射，会进行这样的考虑。当然，我们气象服务的专报和预报的信息也是提前五天向他们进行呈送，我想他们会提早做出安排。
气象预报要特别精细
中国网：据我们所知，在火箭发射之前要进行燃料加注。但是在燃料加注之前要有一个非常关键的决策，就是天气方面的。因为一旦它加注了，就是不可逆反的。我想这对预报员的压力非常大。您是这方面的专家，我想了解一下，对于载人航天的气象预报究竟要达到多么高的精确度？
乔林：对于预报来讲，比如我们通常对风的预报，有人会报小于三级，或者是四级左右。因为每一级风是有一个风速的范围，比如你报四级，那么四级的风可能跨度在几秒/米到几秒/米。但对于载人航天来讲，它要求就是在8秒/米以下，所以我们对风的预报就采取一种更精细的预报。
另外，我们对于发射之前，比如在24小时之内，我们会把预报精细到三小时的间隔，每三个小时天气是什么样的。从风、天气的云量是不是有降水，能见度是不是有沙尘天气，是不是有雷电发生等等，这些就会提供更精细的预报。刚才你讲到火箭燃料的加注有一个不可逆转性，当然我们是提前五天把我们的预报信息呈送上去。
空间天气比较平稳 适宜神七发射
中国网：王主任，明天我们的神七就要发射了，在发射成功以后，整个在空间我想气象的保障服务也是非常关键的。您首先能不能给我们介绍一下空间气象都有哪些特点，预报它的难点在哪里？
王劲松：首先我想应该了解一下空间天气是什么。实际上这次神七发射过程是一个很好的解释空间天气的一个机会，我们通常知道，在发射的时候，我们需要进行气象的保障。气象保障是指从它地面发射，达到二三十公里之后，这段距离都是我们通常说的天气保障的范围。现在空间天气是从这个高度再往上，这个区域整个都属于空间天气的范围。
事实上，我们现在从业务角度说空间天气的时候，是指从地球的三十公里以上，一直到太阳表层大气的整个范围中发生的所有类似于天气的过程，我们都称之为是“空间天气”。所以这里有一个很奇怪的感觉，我们在说空间天气的时候我会说到太阳，这是空间天气和地面天气最大的不同。
我们说空间天气的时候有两种方式来说。一个是天气，短期的好与坏。最近这段时间，空间天气对于神七的发射非常有利，它的意思是没有突发性的事件，就是指太阳没有爆发性的事件。所以真正的空间天气，我们最关注的是太阳的状态。太阳很平静，就很好；如果太阳爆发了，它有大量的物质和能量要到地球上来，影响我刚才说的从地面三十公里以上区域的整个状态，这就是一种好与坏的天气。
另外一种概念，我们也可以称之为类似的“空间气候”。它有些区域目前整个是很平静的，但是就有些地方不好，有些地方好。比如现在北方冷，南方还很热，这是一个区域性决定它必须是这样的。这次神舟在绕地球飞行的时候，它就会经历一些好的区域和恶劣的区域，它不取决于太阳爆发与否。太阳即使不爆发，它也有好和坏，所以这是从两个层面来理解空间天气。
中国网：我们现在这样一个时期作为空间天气的窗口，是不是说明空间天气在这段时间里比较平稳？
王劲松：对，它是一个很重要的因素之一。
空间天气预报困难 水准相当于50年前天气预报
中国网：那么它的预报难点主要在哪里？
王劲松：空间天气真正要预报整个变化，首先要对太阳有一个很好的了解。我们从监测手段上首先就要监测太阳是不是爆发了。事实上，地球上有一些雷暴的发生、台风的发生，它的预报也非常的困难。你想我们整天生活在地球上，预报都很困难，那么太阳上的事情要预报就更加困难。
对于我们而言，主要的难点在于科学上对于日地之间关系变化的了解，实际上在科学上的深度不够。第二，日地的空间天气的范围太过于广大，从太阳到地球是1.5亿公里，在这样大的一个范围之内，你放多少颗卫星才能把它监测得到？所以第二个难点就在于我们目前的监测手段还是非常的缺乏。
所以现在尽管科学家非常聪明的做到很多很好的预报，但是如果科学上没有大的突破，我们对于监测没有足够的数据，那么预报的难度还是非常之高。有一个比喻，目前我们空间天气预报的水准相当于50年前天气预报的水准。
中国网：也就是说它的准确度还不是非常的高？
王劲松：对。但是现在我们从预警的角度来看，它还是好一点。比如刚才讲到日地之间的距离太大，给我们造成了监测和预报的难度，但是它同时给我们一个警报的时间和空间的余地。比如太阳爆发之后，8.3分钟，它在上面以光速运行的信息，射电或者X射线就过来了，这个我们很难，除非能够预报它的爆发，否则很难预警。但是其他的物质，它的速度都低于光速，可能需要几十分钟，或者有的需要好几天才过来，所以一旦我们看见8.3分钟的爆发，我马上就能预警后面，这给了我们后面很长的时间。所以尽管现在空间天气从预报的水准来讲还是不高的，但是预警的水准还是相当可以的。只要你监测到了，我们就很容易预警后面一系列发生的事情。
中国网：我们也查了一些资料，飞船在整个飞行运动中要受到空间辐射、高层大气、电离层和空间碎片四大天气因素的影响。您能不能给我们的网友介绍一下这四种主要是什么样的天气？
王劲松：我们最关注的辐射环境就是空间辐射环境，主要是太空中的各种高能离子，和我们照X射线是一样，但是剂量是非常多了。高层大气就是前面讲到的轨道的维持，因为神七的340公里的高度大气密度还是相当可观的，对于高速飞行来讲，大气密度对它的阻力，以及大气密度的变化对它的轨道影响还是相当显著的，这是我们要关注的。电离层的影响是我刚才讲的，我们和飞船之间的无线电的联系，包括定位、测距、通讯，空间隔着等离子体，就像我们隔着鱼缸浴缸，我们隔着鱼缸和他联系，如果鱼缸里的水有变化，我就要关注。鱼缸中不同水的地方特性不一样，我也得关注，这是电离层。空间碎片比较好理解，一些太空垃圾的撞击，或者忽然来一些流星我们看不见的，这也很危险。
太空行走需密切关注空间辐射及太阳爆发
中国网：其实这次的神七载人航天飞船的发射还有一个非常受关注的地方，就是它跟神六有一点不同。航天员要进行出舱的活动，我想出舱的空间天气也是非常重要的。是怎么样选择出舱时间呢？
王劲松：这次神七和神六的巨大差异实际是造成了整个任务比以前难得多，特别是出舱以后对于空间天气的需求就比以前要大得多。你要知道神舟的舱壁都是很厚的，这样对天空来的辐射的屏蔽作用非常强，因此宇航员在里面即便不穿宇航服也是很安全的。唯一在那个时候，神六我们最关心的是它在整个飞行中，我们关注空间天气有三点。
第一，大气的状态不能有太大的变化，如果有爆发，高气压的大气密度变化可以达到好几倍，密度增加1000%这样的量级。而大气对于飞船的阻力是正比于它的密度。也就是说，只要在大气变化很剧烈的时候，那么飞船的阻力会大大增加，甚至会增加好几百倍的状态。这样就使得我们在运行的过程中，像我们坐的壁上飞车的时候，那个时候速度不能降，一降就掉下来了，这个原理差不多。所以飞船在发行的时候，如果阻力忽然增加了，会使它的轨道下降，这个很危险。但是通常来讲，像我们现在一个空间天气比较平静的时候，像现在的状态，我们预计不会有这样爆发性的状态。所以它的轨道下降基本是我们可以预计出来的，能够算得出来，不会突然下降。这是神六以前的问题。
第二，它在飞行过程中，我们知道飞船和大气之间除了和地面有中型的大气之外，还有一种等离子体的东西，就像等离子电视里面的东西，日光灯也是一样的，它是大气被电离了，然后会和电波发生相互作用。我们在地上看飞船的时候，好比隔着一个鱼缸看那边的人，所以中间的无线电波会有一些偏折，甚至有些抖动，这种抖动会造成我们在给卫星定位时会出现偏差。我要把这个偏差消掉，或者有的时候通讯相当于鱼缸的水在抖动，或者大气中间等离子体在变化，我们看到光线的无线电也会抖动，这个效果和隔着鱼缸看东西是一样的。这是我要把这个东西消除，要进行通讯，我要解释这个问题。如果没有爆发性的现象，这些东西都可以预计，监测、模式，我们都可以给出来，所以事先都可以做准备。
第三，以前都要关注的空间天气方面，也称之为空间环境的就是“空间碎片”。因为我们知道天空中有很多的微流行，甚至还有人类造成的太空垃圾，这种东西满天飞的时候它很可能会撞上。因为这种事情发生过，比如法国有一颗卫星，它有一个升杆，一个升杆没有多粗，在太空中飞行根本觉得没有多大问题，但是最后一个碎片把它的升杆撞断了，整个飞船就失控了。这个是很需要关注的。但是这个东西相对而言也有办法来预测，首先从统计上来讲，从大的模式上哪个地方多，哪个地方少我们是知道的。另外，那些比较大的碎片，现在国际上有一个数据库，是能够跟踪这个碎片。就像卫星在哪里飞一样，它在哪里飞我都知道，这样我事先有一个警戒距离，这个东西也是可以做预报的。只要没有爆发性现象，这些碎片的轨道都是相对比较稳定的，这样和预报飞船的轨道一样也是比较安全的。
这些是以前所有的航天飞行都是这样的。这次的问题就来了，我们说的空间辐射环境，刚才讲过，空间天气中有一种气候学的特征，就是在太空中的有些地方就是安全，有些地方就是不安全。在空间界里一个非常著名的区域，就是“南大西洋异常区”，就是在南大西洋的那块太空上的地方辐射，由于地磁场的结构原因，那个地方的辐射就是比别的地方要强。那么这个辐射强意味着什么？这意味着你在飞船里感受不到，但是你出来了，不管穿的衣服多贵，毕竟它的抗辐射能力不足以像飞船那么强。所以他出来以后在太空行走时，尽可能要避免这个区域。
第二，如果有了爆发性现象，从太阳会来很多能量非常高的离子，这种离子如果直接攻击上去的话，我们的宇航服是不能抵抗的，它会对宇航员的身体健康，甚至生命造成伤害。所以这次载人航天的航天员出舱，除了从技术上有很多的难度，因为在那种情况下不比我们在家里随便出去一样，这个非常难。除此之外，从空间天气或者空间环境的角度，最关注的一个是辐射的区域，经过的时候不要出舱，第二要严密的监视太阳是否有爆发。一旦有爆发，他马上要回来。
这种事情发生过，06年底，美国的宇航飞机正好在上面，宇航员出舱了，所以连续太阳爆发，它的宇航员赶紧就回去了，这个非常的危险。所以神七这次和以前的空间天气的保障服务最不同的就是在这个地方，就是我们要更加的关注辐射的变化。
中国网：的确，我们以前没太听说空间天气是怎样的。这次宇航员的出舱我们要在多长时间给他一个预警、预测，他才能决定出舱？
王劲松：实际上是这样的工作很长时间就开始做了，像我们这儿的工作是提前好几个月，我们给了预报，看这段大致的空间天气的变化状态，就是突发性的变化有没有，可能性多大，这是一定要给的。我们现在有不同的时间尺度，比如一周的尺度、一天的尺度、几天的尺度，将来等它要发射了，几个小时的尺度都要汇报。
第二个就是辐射环境，就是我们刚才说的气候学，永远都是这个地方放大，那个地方变小的东西，我们也会事先有一个预报。实际上现在你可以看到我们后面有些系统，我可以实时的，将来有轨道的时候我知道它在什么地方，它当时的状态是什么，我现场就播报，可以达到这样的水准。
没有考虑通过人工干预方法对天气进行干预
中国网：最后，我们想问一下乔老师，因为在奥运会开幕时，有很多的预案，也做了如果当天的天气不好，有一些干预措施。不知道在这次神七的发射上，我们有没有一些相关的预案？
乔林：就奥运会来讲，现在人为影响天气，人工消减雨的情况是一个实验的阶段，它的有效也只是对于局地的天气系统。对于航天发射来讲，比如这次的航天发射，现在来看可能不存在需要进行人工干预的情况。
另外，对于有些天气系统，比如系统性的天气尺度，几百公里到上千公里的天气系统，人工的干预效果是非常有限的。这次我们气象部门，包括总装、总参也没有考虑要通过人工干预的方法来对天气进行干预。
应对空间突然爆发：规避、减缓、调整
中国网：王主任，如果空间像您说的突然爆发，或者突然不稳定，出现这样的情况，我们有什么办法能够干预？
王劲松：虽然科学家已经在做一些人工干预空间天气的实验，也有一些成功的例子，甚至还用在一些地方。但是我相信在这次或者目前的航天活动中，首先一个是规避，就是应对的办法一个是规避，第二个是减缓，第三个是想办法针对的去调整策略。
规避是如果我知道马上要爆发了，我就会建议航天员不要出舱。减缓就是一旦已经发生比如太阳爆发，神舟五号的流轨舱就遇到这样的事情，忽然太阳爆发了之后，它的大气密度增加了，它的流轨舱忽然掉下几百米，这种情况下，我可以采用一些主动的喷气等方式来调整轨道。这是减缓。第三个就是要做正确的应对，如果实在太危险了，我可以提前回来。
但是像奥运会要下雨了，我们把雨止住，现在从空间天气的角度来讲，人类还不具备这样的水准。
