磁暴对电网安全影响的监测与评估系统及其应用

1研究背景与成果水平 磁暴是太阳剧烈活动的地面效应,属于空间灾害天气（或称空间环境,俗称太阳风暴）范畴。灾害性空间天气威胁电网、通信和卫星、航天器等当代高技术系统的安全。其中,电网由于规模巨大、设备众多,采用技术手段防灾的难度大和防灾的费用高,认识磁暴损伤电网设备的机理,提出监测、评估其影响的理论与方法,在监测、评估基础上制定防治策略意义重大。在科学问题上,太阳活动释放的高能粒子在行星际的传播过程、与磁层和电离层相互作用模式复杂,对大规模电网的影响是迄今认知的最复杂的电磁干扰与电磁兼容（EMC）问题。除太阳活动的强度外,     

沙尘暴的长时间序列遥感数据分析系统和产品集成平台建设

课题总目标: 依据遥感数据的时间一致性、空间均匀性等原则,研究完成长时间序列卫星遥感数据的定标、定位及其归一化处理;基于成熟的业务化遥感算法,建立长时间序列卫星遥感沙尘专题数据集和与沙尘相关的地表状态参数遥感集;开展我国沙尘发生、发展、运移规律、沙尘天气的时空变化规律和长期变化趋势研究,建立沙尘暴的长时间序列遥感数据分析系统;建立沙尘暴监测预报分析产品集成平台,实现沙尘暴历史数据、气候影响分析产品、遥感实时监测产品、数值模式预报产品的集成显示.     

中低纬输电系统的空间天气影响问题研究

太阳磁场活动可能引起包括行星际、磁层、电离层以及地磁场在内的日地空间系统的扰动，空间天气指日地空间系统的物理状态。灾害性空间天气对电力系统的影响是我国电网发展与建设遇到的新问题、新课题。华北电力大学2000年提出并开始研究该课题，2008年开始与国际地磁感应电流（GIC）研究领军科学家、芬兰气象研究院Risto Pirjolajia合作，并受聘为华北电力大学客座教授，参加课题组国家自然科学基金和国家863计划项目的研究，包括联合指导电网GIC建模及算法研究的博士生。2009年，针对我国在全球地处中低纬、电网规模大、电压等级多和特高压电气设备复杂等国情，提出与Risto Pirjolajia和加拿大自然资源部David Boteler合作本项目，2010年获国际科技合作计划的支持。本项目的科技目标是：探明中低纬电网GIC的影响因素与特征规律，建立中低纬电网GIC的评价体系。本项目的合同内容包括：空间天气影响观测数据的收集与统计研究，电网GIC与空间天气事件响应关系研究，特高压大电网GIC模型及其水平研究，特高压电气设备GIC响应和现象研究。经过合作双方三年的共同努力，包括通过采用互访制定研究内容与计划、联合培养博士生和选派学术骨干访问等方法及手段，本项目的研究取得了重要的突破，探明了影响准确评价中低纬电网GIC大小的内外部因素，提出了中低纬电网GIC、变压器和互感器GIC效应的评价理论与方法，建立了多电压等级大规模复杂电网GIC的评价理论与评价方法体系，使我国具备了量化评价多电压等级大规模复杂电网GIC水平的能力。本项目的量化考核成果包括：发表研究论文33篇，其中SCI论文7篇，EI论文15篇；联合培养博士生4人，培养毕业硕士生14人，举办国际会议1次，双方互访10人次。     

沙尘暴天气环境质量等级划分与预警系统建立研究

沙尘暴天气环境质量等级划分与预警系统建立研究提出沙尘天气源地的概念,并根据传输和影响对其进行了分类,对影响中国的沙尘天气的传输路径进行了分类总结,对典型沙尘天气过程进行了模拟研究;建立了沙尘暴天气环境质量等级划分复合指标体系,确定了沙尘暴天气环境质量贡献的贡献率和绝对贡献;建立了沙尘天气的预警预报系统,提出了减缓沙尘天气的应对策略。结合我国的实际情况,在我国西北地区和北京开展了现场观测和资料分析,开展了沙尘暴天气环境质量等级划分与预测系统建立研究,该研究具有十分重要的科学意义和良好的应用前景。     

北方草原蝗虫气象监测预测服务系统推广应用

中国气象科学研究院农业科技成果转化资金项目“北方草原蝗虫气象监测预测服务系统推广应用”以国家社会公益研究专项项目“草原蝗虫的气象遥感监测预测服务系统”的研究成果为主要核心技术。利用气象和天气学指标与RS和GPS定位技术,实现对草原蝗虫发生面积、有限区域内种群密度、最佳防治龄期和迁移趋向的多目标、多空间尺度、多时效的监测预测。     

常见的天气符号

天气预报天天在电视荧屏上与观众见面 ,成为广大群众极为关心的节目 ,深受好评。为了方便大众收看天气预报节目 ,更好地为公众服务 ,气象部门制定了“公众气象服务天气符号暂行标准 (试行 )” ,作为全国统一的气象服务常用的天气符号已在使用。如图 1所示 :图 1　公众气象服务天气符号暂行标准 (试行 )　　这些天气符号的含义是 :晴　天空云量不足 3成。多云　天空云量占 3～ 8成。阴　天空云量占 9成或以上。雾　近地面空中浮游大量微小的水滴或冰晶 ,水平能见度下降到 1公里以内。小雨　日降雨量不足 10毫米。中雨　日降雨量 10 .0～ 2 4.…     

系留浮空平台用光电传输系统

系留气球是利用轻于空气的气体来提供升力的航空器，是军事利用价值高的浮空器。国外的系留浮空平台主要用于军事侦查系统和城市反恐系统等。随着系留浮空平台技术的日益完善，它的众多用途不断被开发利用。系留浮空平台不仅可以作为发送广播的有效空间工具，还能担负地球勘探、勘测以及天文研究等重任，还可以监测天气及环境的变化，甚至用于报告交通路况等。系留浮空平台的好处显而易见，它可以重复使用，人们通过系留缆绳能回收气球，从而可对气球进行检修，然后再放飞执行新的任务。     

水土流失动态监测与评价关键技术

本课题的总体目标是以黄土高原为研究对象，系统研究用核同位素监测水土流失空间分布的技术、水土流失及其环境效应评价关键问题、区域水土流失模型、水土保持生态工程建设信息平台及水土流失宏观变化趋势，为黄土高原水土流失监测与评价、水土保持工程设计规划及宏观战略决策提供技术支撑和基础信息服务。截至2008年底，课题在以下5个方面取得了明显进展：     

武清地区雾霾预报服务系统开发与应用示范

华北平原地区是中国工农业发达和人口稠密的区域之一,随着最近几十年的经济快速发展,这一区域的煤、石油和天然气等矿物燃料的消耗迅速增多,由于工业燃烧和交通运输等过程排放的一次污染物以及从（半）干旱地区输送来的沙尘等共同导致了华北地区严重的气溶胶污染,而由此产生的雾、霾天气下的低能见度事件也频繁出现在这一地区。天津市武清区地处京津之间,是京津主通道的关键节点,但同时来自北京和天津的污染物在不同的天气条件下也会影响该地区,气象观测资料也显示,武清也是大雾、霾等低能见度天气高发地区,因此研究该地区雾霾等低能见度天气发生成因及其天气气候背景,开发适合区域特点的雾霾预报技术不仅对本地交通运输提供安全保障,对农业生产减少损失,提高人们生活质量有积极的促进作用。     

技术现象学与空间拉近体验反思

随着具备整合单个技术系统能力的信息通信技术(ICTs)的发展以及空间逻辑上成为独立问题的可能性的实现,空间拉近成为急待反思的现象.去远是理解空间拉近的有效概念,借助这一概念,空间拉近并非物理意义上的空间拉近,而是一种由现代技术所导致的空间体验形式,是洞察人的空间性存在的有效途径.     

空间的技术筹划

空间不仅是物质固有的存在形式,它更是人类生存得以展开的场所.技术作为人的一种存在方式,一方面不断拓展人类生存空间,另一方面汇聚世界、压缩空间距离.当今人类的生存空间贯彻着技术理性和统治,空间原本的生活意义和人文价值在消逝.只有打破科学实证观和技术理性的绝对统治,世界空间才会获得全新意义.     

论空间的创造和生产

空间不只是客观的物质存在形式，也是人的一种认识，具有历史、社会和实践的性质，是“属人的现实”。因此空间及宇宙万物也都是人所规定、创造和生产的产物。正是人类在不同的发展阶段，创造和生产出不同的空间形式。它不仅包括物质空间和社会空间、精神空间和理念空间，也包括虚拟空间和网络空间。每个人都生活在一定的空间：每个人都应该自觉、积极地投身空间的创造、设计、改造和生产。     

新疆准葛尔盆地南缘冰雹预警指标的研究

根据2003～2008年（4～8月）强对流天气的新一代天气雷达资料和克拉玛依08时探空资料及地面实况资料，对冰雹天气的0℃层高度、冰雹云的雷达回波强度、强回波高度、回波顶高等数据进行分析，研究建立本地区新一代天气雷达回波的降雹指标，提高冰雹灾害天气的预警能力。     

近35a山西雾霾天气的时空分布及变化趋势

利用地面气象观测数据,以雾和霾天气发生日数为指标,分析了山西雾霾天气的时空分布特征,雾霾天气的变化特点及趋势。分析结果表明：①山西省大雾天气有东南部多于西北部的空间分布特征;山西霾日数具有盆地多于山区,南部多于北部,高值区总体呈东北一西南走向,随海拔高度的升高霾日数逐渐减少的特征;②霾天气主要出现在每年的10～12月和I～5月,夏季降水日数多湿沉降明显使得霾日明显减少,春季风力大,空气的水平运动强,对污染物的水平输送明显,也使得霾日数相对较少;一年四季,春季是出现大范围雾天气最少的季节,秋季则是一年当中出现大范围雾天气最多的季节,每年的8～10月是大范围雾频发的月份;⑤I978～2012年山西省5站以上和10站以上霾日数分别以每年7天和4天的趋势增多;大于5站的雾日数徘徊在平均值77．8天上下,大于10站的雾日数徘徊在平均值36．8天上下;④大风日数的减少是霾日数增多的主要气候因素;雾霾天气是多种因素共同作用的结果,污染源排放与特殊的地理环境形成了雾霾天气的气候特征,适宜的气象条件则是雾霾天气的天气学成因。     

城市地下空间建造技术研究

我国现有的城市地下空间建设主要集中在市政设施、交通设施以及商业设施,开发数量极其有限,还具有相当大的发展潜力。城市地下空间开发建设符合我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要》的战略要求,是纲要重点发展领域“城镇化与城市发展”中“城市功能提升与空间节约利用”优先主题的重要研究内容。为了合理有效地开发利用城市地下空间,急需先进的技术支撑体系,而地下空间的建造技术是这一技术支撑体系中的重要方面和骨干内容。     

基于空间对地观测的地震监测技术、预测方法与应用示范

该项目根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》以及《国家防震减灾规划（2006～2020年）》要求,旨在开展针对InSAR、IR、EM等多种空间对地观测在地震监测预报中应用的关键技术研究,识别与提取地震前兆信息,探索地震位移场、热状态、空间电磁效应等相互关系。通过应用示范,突破InSAR、IR、EM等空间对地观测信息源应用于地震日常监测的关键技术,     

走向空间正义:中国城镇化的价值取向及其实现机制

城镇化是现代化的重要标志,但并不是所有的城镇化都是有利于现代化发展的。符合空间正义的城镇化,才有利于人类进步和现代化发展。政府具有保障空间正义的责任。以恰当的公共政策引导和控制城镇化,是政府促进城镇化走向空间正义的基本路径。走向空间正义,城镇化公共政策本身也必须符合正义原则。健全良好的公共政策机制,形成正义的城镇化公共政策,促进城镇化走向空间正义,是中国特色城镇化道路的必然选择。     

亚热带主要农作物寒冻害评估与监测预警技术研究

该课题针对2008年初持续雨雪冰冻灾害天气及历年寒冻害给亚热带主要农作物造成的损失难以及时准确评估及寒冻害监测预警气象服务与防寒减灾、避减寒冻害风险决策需求不相适应而立项研究的，属于农业应用领域。课题设置的主要技术指标为：建立亚热带主要农作物寒冻害等级指标及甘蔗、木薯、香蕉灾损评估标准；     

中国气候变化与气象灾害的联系

近二十年来，气候变化，特别是全球变暖问题引起了各国政府和公众的高度重视。最新的观测研究结果表明，全球平均温度自19世纪以来升高了大约0．6℃。气候是在较长时间内的天气特征的综合，但这种综合绝非简单地指平均值，某地出现的天气条件的概率和极端值也都属于气候。气候的定义从其本质上看与某种天气事件的概率分布有关。当某地天气的状态严重偏离其平均态时，就可以认为是不易发生的事件。在统计意义上，不容易发生的事件就可以称为极端事件。干旱、暴雨洪涝、高温热浪和低温冷害等事件都可以看成极端气候事件。某一地区的极端气候事件（如热浪）在另一地区可能是正常的。平均气候的微小变化可能会对极端事件的时间和空间分布以及强度的概率分布产生巨大影响。事实上，当某地的气候长期处于一种稳定的状态时，人类和生态系统等与之相适应。但气候发生变化时，一些极端的天气和气候事件频繁发生，会产生重大的自然灾害。     

空间与人类的生死处所--空间问题的生存论诠释

从人类空间观的历史流变过程看,早期人类的空间观是空间与人的生死密不可分的原始性空间,之后的几何学空间抽离了人的生死内容成为纯粹的形式化空间,而现代的生存化、神圣化的空间理论则在更高层次上将空间同人的生死问题关联起来,正是此种意义上的空间才是人类赖以生存的真实空间.