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电离层与天气预报 |
| 地球最底层大气是“对流层”。对流层是指从地面开始，到离地面10～12公里高处的这层大气。在对流层中，集中了地球大气总量的绝大部分和几乎全部水汽。所以云雾、降水、下雪、彩虹等天气现象，才发生在对流层。 然而，一个全新的、由“电离层”影响造成的天气问题又渐渐浮出水面，人类不得不关注地球大气的更高层次——“电离层”的变化。原来，在距离地面80～1000公里高处的大气，是以等离子体形式存在的，科学家称这层大气为电离层。对短波无线电讯号来说，电离层中不仅充满带电离子，而且像一面高悬天上、能反射无线电波的大镜子。由于太阳“风暴”和宇宙辐射袭击，电离层中的电磁分布经常发生变化。虽说电离层的扰动，与地球上刮风下雨无关，但是它干扰人造卫星、飞机上的电子设备。特别在现代社会中，电脑的集成度、灵敏度、功能均越来越高，体积却越来越微型化，这就给电脑中的开关电路带来更多不确定的风险，有可能在外界干扰下出现信号误码或信号中断。例如，太阳在1994年的一次喷发中，加拿大“阿尼克”卫星上的通讯电路，就被高能粒子击穿报废。2003年，国外一台投票表决机出问题，它为某参选代表多记了4096张票。后经调查显示，表决机上一个电子开关遭宇宙射线袭击，出现切换故障，结果多记了4096张票．4096正好是2的12次幂。 电离层的扰动，还可能造成短波无线电通讯，甚至电力传输中断的事故。在2003年发生的那次剧烈太阳风暴中，瑞典的输变电线路在强电磁干扰下断路，数以千计的家庭陷入黑暗。 这些事过去闻所未闻。今天不同了，电脑部件日趋微型化，任何电子设备都可能成为宇宙射线的牺牲品。在宇宙射线轰击下，心脏起搏器、高速列车、ABS防爆制动系统的芯片均存在失灵风险。所以电离层“天气预报”的重要性日益凸显。 现在，美国科学家正引入一种新的气候预报体系，对距离地面80公里以上的电离层实行监控，为航班飞行、无线通讯等提供早期预警。与对流层进行的天气预报完全不同，电离层气候预报主要关注距离地面80至1000公里处的电离层中电磁变化情况。为解决这一难题，美国伊利诺伊大学的乔纳森·迈克拉教授带领研究小组展开了相关研究，他们利用一种叫电离气流成像仪的装置，捕捉大气层中一种叫“气辉”的微弱冷光的变化情况，从而提前对电离层扰动做出判断。“气辉”是地球大气放射的微弱冷光，它随电离层气候的变化而变化。迈克拉等人通过设在智利的电离气流成像仪，拍摄天空中“气辉”留下的痕迹，从而做出预报。 迈克拉教授说，他们希望制作出和常规天气预报一样效果的动态云图：供电视台或互联网用户使用。他们每天都通过互联网上传数据，及时更新。目前，这种预报方式还相当初级，只能预报一两个小时内的变化情况，这相当于50年前的天气预报水平。随着技术的进步，我们相信，准确的预报电离层状况乃是社会发展的需要，科学家们一定会做得更好。 1．下列对“电离层”有关情况的说明，不准确的一项是（ ） A．“电离层”是在“对流层”以上，距离地面80-1000公里高处的大气层。 B．“电离层”中充满了带电离子，且能反射无线电波。 C．“电离层”以等离子体形式存在，几乎不带水汽。 D．“电离层”中的电磁由于受宇宙辐射经常发生变化而扰动。 2．下列有关电离层影响造成的天气问题的表述，不符合原文意思的一项是（ ） A．地球上的降水、下雪、刮风，与电离层的扰动无关。 B．电离层影响天气的问题，国外早已开始关注和研究。 C．电离层扰动会给越来越微型化的电脑带来信号误码或信号中断的问题。 D．2003年瑞典的输变电线路在强电磁干扰下断路，根本原因就是电离层扰动。 3．下列对电离层“大气预报”的理解，符合原文意思的一项是（ ） A．电离层气候预报关注的是距地面80公里以上电离层中电离子的变化。 B．“气辉”是地球大气放射的一种微弱的冷光，科学家们通过捕捉它来判断电离层的扰动。 C．与对流层天气预报完全不同，电离层天气预报主要是为航班飞行、无线通讯等提供早期预警。 D．科学家迈克拉等人通过电离气流成像仪，已找到了电离层中“气辉”留下的痕迹，开始做出预报。 4．根据原文提供的信息，下列推断不正确的一项是（ ） A．电离层气候预报最理想的方式是做出供电视台或互联网可使用的动态云图。 B．改进电离层预报方式，提高预报水平，还不是一朝一夕的事。 C．随着电离层天气预报的发展，常规天气预报终将被取代。 D．电离气流成像仪是目前电离层气候预报的主要工具。 |