空间天气的影响

前言

日前中央气象局发布通知:3月24日、25日和26日三天(2024年)，将可能出现地磁活动，其中3月25日可能发生中等以上地磁暴甚至大地磁暴，预计地磁活动将持续到26日。根据下图可以看到GPS干扰地区明显变多了。
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民航运行靠天吃饭，也包括“空间天气”，太阳活动产生的影响不仅仅是“美丽的极光”，还有很多“看不到”的风险。2018年3月7日，国际民航组织理事会第213届第5次会议审议通过了附件3《国际空中航行气象服务》第78次修订。
这项修订提案源自气象专家组第2次会议、航行情报服务向航行情报管理过渡研究组第12次会议的相关建议，涉及采用空间天气咨询情报服务，改进气象观测站SIGMET情报提供，向大气释放放射性物质的情报，SIGMET和AIRMET情报，修改国际民航组织气象情报交换模型（IWXXM）情报呈现形式，航空气象人员资格和胜任能力、教育和培训，以及修改与提供航空情报服务有关的参考文献的相应修订。

什么是大地磁暴？

大地磁暴是指地球磁场在全球范围内发生的剧烈扰动现象，通常由太阳活动引起，如太阳风中的高速等离子体冲击地球磁层，导致地磁场方向和强度的急剧变化。
太阳大气的最外层日冕层中，温度高达100万摄氏度，物质以带电的等离子体形式存在。通常情况下，这些带电粒子被太阳自身的引力和磁场束缚，但在强烈的太阳活动，如太阳黑子爆发、太阳耀斑的剧烈活动和日冕物质抛射时，磁力线会出现局部开放，大量高能带电粒子以每秒钟几百到几千公里的速度，冲向地球。
高速等离子体云到达地球空间后，使磁层压缩变形，与地球磁场相互作用，引发地球磁场的剧烈扰动。这种扰动可以持续几小时到几天，通常在两极地区最为明显，并常伴有极光现象。同时，卫星导航设备的定位误差增大，航空飞行将面临通讯编变差和跨极区辐射的双重风险。

空间天气咨询中心

2018年底ICAO指定了几个国家作为空间天气中心负责发布“空间天气咨询信息”，这个咨询信息跟火山灰咨询中心发布的火山灰咨询信息类似。目前网上能查到的四个咨询中心的信息有，美国NOAA、欧洲PECASUS、ACFJ（澳洲、加拿大、法国和日本），中国和俄罗斯由2021年开始（看新闻大概2022年才正式提供咨询信息）。还有一个区域中心：南非。
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上面几个中心大概是2019年底开始陆续正式运行，运行机制是：各个中心轮流当值，每2周一轮，当值中心负责发布全球所有的咨询信息。

空间天气咨询信息

1.发布咨询的信息的目的主要有四个：起飞前航路规划和起飞时间控制，提供实时的空间天气告警，起飞后航路偏航和高度调整指导，提高决策的情景意识。针对太阳活动对航空运行的影响，咨询信息分为：高频通信（HF COM）、基于GNSS的导航和监视（GNSS）、对航空电子设备和人类健康的辐射，和卫星通信（SATCOM）。下面是咨询信息编号和分类。
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2.在实际监测和预测中，当FL250-FL460空域里出现达到或超过下面的阈值时，发布对应领域的MOD咨询信息。当FL250-FL600空域里出现达到或超过下面的阈值时，发布对应领域的SEV咨询信息。
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3.咨询信息中描述的区域空间范围使用下表信息，高度层的间隔3000ft、经度15°、纬度10°。
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4.咨询信息组成
备注：空间天气信息不会发布SIGMET
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运行建议

1.机组:如果即将发生或者正在受到HF或GNSS的干扰，辐射影响，除使用备用航路，或避开极低区域，机组也可以:
时间：控制进入影响区域的时间；通常情况下辐射和HF的咨询信息会提前发布(几十分钟);大部分HF和GNSS的咨询信息可以提前数小时发布。
距离：除了避开影像区域外，还可以选择不常用的低高度，每降低2000m可以降低50%的辐射剂量。受辐射影响时，建议选择低纬度的航线(地球磁场提供明显屏蔽的地磁纬度约为60°)。
针对HF和GNSS干扰，如果无法做到上面的，也可以:
时间:等待干扰减弱
距离：干扰的发生多半是电离层的结构改变，如果能预报该改变的规矩，可以根据此轨迹制定避开航路，注意此轨迹附近改变高度没有任何效果。
HF频率:在太阳耀斑、太阳辐射风暴期间使用更高的频率，或在电离层风暴间使用更低的频率可以改善HF通信。如有这部分建议将会备注在空间天气咨询信息中。

2.运营人:建议运营人加强监控，最好能提前12-24小时对计划航线做出决策。
附，NOAA空间天气咨询中心，澳洲的空间天气中心，可以看到高频，GNSS和辐射影响的区域和程度。

网站截图

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欧盟飞行员协会的运行建议

目前ICAO还没有出台统一的空间天气运行建议，下面聊一下欧盟飞行员协会的运行建议，以供参考。

HF

等级	空中	放行或起飞前
MOD	检查区域内所有频率的状态，使用最佳频率; 如果可以，使用数据链通信或卫星通信。	提供最佳高频频率清单; 卫星通信可用性，且无相关MEL; 高频为主要通信手段的区域，不得放行航班; 考虑增加30分钟应急燃油.
SEV	不得放行进入以高频作为主要通信手段的区域(包括观测或预报的区域); 考虑增加30分钟应急燃油。	检查区域内所有频率的状态，使用最佳频率; 如果可以，使用数据链或卫星通信; 如果无可用VHF或卫星通信，并且HF是唯一通信方式时，不进入相关区域; 遵照通信失效程序，指导VHF联系恢复。

GNSS

等级	空中	放行或起飞前
MOD	检查导航方式(DME更新、IRS、VOR); 检查RNAV/RNP能力和需求; 检查目的地机场和备降场传统进近程序可用性。	检查导航方式(DME更新、IRS、VOR)，有无相关MEL; RNAV/RNP能力和需求; 检查目的地机场和备降机场传统进近程序可用性，增加第二备降场; 考虑增加30分钟紧急燃油用于不可预期情况，如:空域关闭
SEV	检查导航方式(DME更新、IRS、VOR); 检查目的地机场和备降场传统进近程序可用性; 确保计划航路RVAV/RNP可用; 考虑航路备降.	检查导航方式(DME更新、IRS、VOR), 有无相关MEL; 检查目的地机场和备降场传统进近程序可用性，增加第二备降场；检空域和航路能力(RNAV/RNP); 考虑为不可预见的事件(如空域关闭) 提供1小时应急燃油; 考虑取消航班。

辐射

等级	空中	放行或起飞前
MOD	不执行任何计划的阶梯爬升; 如果在报文中辐射高度层以上飞行，使用正常程序请求下降到该高度层一下 3000英尺。	最大飞行高度不超过报文中辐射高度层以下3000英尺; 适用于最后一份报文后12小时内。
SEV	如果在报文中辐射高度层以上飞行，使用正常程序请求下降到该高度层一下 3000英尺。如果30分钟内无法获得许可，考虑以 1000~1500FT/MIN的下降率下降到该报文高度层以下3000英尺。	禁止放行航班到该区域; 适用于最后一份报文后12小时内。

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