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最新的GPS数据有助于科学家更好地了解电离层

生态 焦点资讯 2021-10-08 阅读 1580

一个新的数据源帮助科学家更好地了解电离层及其对通信和定位、导航和计时的潜在影响,这是许多关键操作的一个重要工具,现已向公众开放。该数据由2018年GPS卫星上的传感器收集,今天通过洛斯阿拉莫斯国家实验室和国家海洋和大气管理局(NOAA)的合作发布。

“来自卫星或地面发射器的无线电信号可以穿过电离层或从电离层反弹,因此电离层条件有可能根据电子密度中断通信,”洛斯阿拉莫斯的遥感科学家、该项目的技术负责人艾琳·雷(Erin Lay)说。“这组新数据将帮助我们更好地建模和预测电离层的行为,并可能提高我们的通信和定位、导航和定时服务的可靠性,这些对日常生活和国家安全都至关重要。”

电离层是地球大气层和太空之间的边界,在地球表面上方延伸约40至250英里。它由稀薄的大气和带电粒子(离子和电子)组成,这些粒子与横穿的无线电波相互作用。电离层的行为对地球上的天气(如雷暴、风和飓风)以及太阳风影响地球磁场所产生的空间天气作出反应。

“美国国家海洋和大气管理局的空间天气预报中心(SWPC)服务于对通信和GPS相关技术的空间天气影响感兴趣的庞大客户群,”SWPC项目协调员比尔·穆塔格(Bill Murtagh)说。“我们希望能够访问这些洛斯阿拉莫斯数据集,以改进SWPC用于描述和预测电离层扰动的模型的开发、验证和测试。”

新的数据来自对闪电事件的独特测量,每一次闪电都会产生一道无线电波闪光,在卫星接收器检测到之前,无线电波会在电离层中传播开来。每一次测量的闪电都提供了当时电离层状况的快照,许多随时间积累的闪电测量提供了电离层天气的独特视图。这是有史以来第一个利用自然发生的源现象的电离层电子密度全球数据集。在此版本之前,提供给电离层模型的数据主要来自地面接收器阵列,这些阵列受到限制,因为它们只监测固定位置。根据雷的说法,“新的数据是从世界各地发生的闪电中收集的,这将给科学家们以以前不可能的方式研究电离层的机会。”

发布未充分利用的数据集是2019年国家空间气象战略和行动计划中确定的优先事项。洛斯阿拉莫斯公司处理了来自其GPS卫星上的射频传感器的数据,这些传感器用于核条约监测,然后与一个名为“空间天气行动、研究和缓解”(SWORM)的政府机构间小组合作,以促进公开发布。美国国家海洋和大气管理局的国家环境信息中心将在现有的服务于地面天气和空间天气资源的站点上托管数据。

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