[发明专利]一种关于气旋状态的统计分析预报系统及调节方法

说明书

●技术领域

本发明涉及一种关于气旋状态的统计分析系统，尤其是涉及依据气旋与磁扰的密切关系来对气旋及其相关的天气和气候状态进行分析预报的系统及调节方法。

●背景技术

伴随人类发射飞行器的不断增多，对空间天气及气候的探索与研究逐渐深入，这不但为空基与地基通讯、导航等提供必要的支持，而且为人类更深入地掌握行星天气及气候变化规律创造了便利和保障条件。依据SOHO太阳观测平台关于太阳活动的各种参数的详细记录，为人类研究分析太阳系内行星气候变化奠定了从未有过的极好基础。通过世界各国建立的地基和空基之观测平台，对气旋生成及其发展的整个生命史的详细观测记录为人类预报相关的天气状态等提供了有利条件。太阳光辐射及太阳高能粒子流是太阳系内行星天气及气候变化的主源。地球及其它星体上气旋变化相关整个星体天气及气候变化，而且对于地球上人类的生存与发展而言，若对气旋的发展状态能够有一可靠准确的提前预报，可在一定程度上减小气旋带给人类的危害或使气旋带给人类的益处最大化。另外人为能够调节气旋强度也是人类梦寐以求的事情。

●发明内容

本发明的目的就是为了提供一种关于气旋状态变化的分析预报系统及调节方法，通过对空间天气信息的统计分析来预报气旋发展状态及适时人为调节来降低灾害性天气及气候的危害程度。

本发明关于一种气旋变化的统计分析预报系统，依据磁扰引发行星大气运动中的气旋变化以及磁扰对气旋的助弱抑强作用的统计规律，在对磁扰的主源- 太阳高能粒子流的生成发展状态以及相应磁扰强度的分析预报基础上，或者在正在生成的磁扰基础上，对气旋生成发展状态和相关的天气及气候变化状态做相应的分析预报。

一种对气旋的人为调节方法，通过高空核爆或者高功率电磁波照射电离层来实现人为触发(强)磁扰，利用(强)磁扰对气旋实现助弱抑强，来助力增强对人类有益的弱气旋，或者抑制削弱对人类存在危害的强气旋。

磁扰对气旋的助弱抑强作用叠加在影响气旋变化的其它因素之中。

由于木星大红斑属于强气旋，磁扰对其产生抑制削弱作用，尤其强磁扰对大红斑的减弱作用强。即大红斑缩小速率与强磁扰的发生率正相关。而强磁扰的发生率又因为同CME的发生率正相关，则大红斑的缩小速率同CME的发生率正相关。

决定气旋强度之三要素：能量，科里奥利因数，扰动。气旋强度与能量供应及科里奥利因数正相关。虽然对比地球，对木星的太阳辐射强度较低，但木星内能释放强，且木星科里奥利因数较高，则大红斑气旋可达到的峰值强度远高于地球上气旋的峰值强度。

磁扰动是扰动中的一种。磁扰动对气旋助弱抑强。磁扰动是气旋由低强度向高强度或从高强度向低强度(包括消失)发展的加速器或生长激素。在气旋生命史中，其强度快速大幅增加与快速大幅降低过程皆分别明显地对应强磁扰过程。即气旋强度的变化幅度与磁扰强度正相关。

在气旋其强度到达峰值之前，磁扰高几率助气旋强度大幅增加；在气旋强度到达峰值之后，磁扰则高几率抑制削弱气旋，使气旋强度大幅降低。也低几率存在反相的，即在气旋强度到达峰值之前磁扰削弱气旋，或者在气旋强度达到峰值之后及在气旋强度的下降期间磁扰助力增强气旋。

气旋增强主要由多段强磁扰引发气旋强度不断大幅提升中累积而成；反之，气旋减弱主要由多段强磁扰引发气旋强度不断大幅降低下累计而成。弱磁扰所起作用相对弱化，属于次要作用。同一段磁扰，对某些气旋明显地提升其强度，而对其它气旋明显地降低其强度。

木星大红斑气旋超强及持久存在的成因：虽然对木星的太阳辐射强度低于对地球，但是木星内能释放远超高于地球内能释放；大红斑气旋仅仅纬向移动，始终处于内能释放的强区以及接受太阳辐射的强区；同纬度木星的科里奥利因数是地球的近2.4倍；对于来自太阳高能粒子流所触发的木星强磁扰与地球强磁扰，木星强磁扰时的极光的纬度范围小于地球强磁扰时的极光的纬度范围，这就使木星大红斑所在纬度位置所感受到的磁扰的影响程度相对弱于地球上同纬度位置的气旋所感受到的磁扰的影响程度。削弱大红斑的主因是扰动，而磁扰又是长期扰动的主源。极强气旋-大红斑在相对较弱的磁扰的伴随及作用下，虽不断减弱但可持续时间极长。

利用磁扰对气旋高几率所呈现的助弱抑强作用，对气旋状态进行人为调控，从而获得效益或减灾。在高空核爆或者对高空电离层进行高功率电磁波照射来人为触发较强磁扰，用磁扰来助力增强弱气旋或抑制削弱强气旋。人为触发强磁扰的具体作业区域也可选在磁两极上空。