地球静止轨道处能量2 MeV以上的电子日积分强度分级-编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

本文件由全国卫星气象与空间天气标准化技术委员会（SAC/TC347）提出并归口，2020年1月13

日归口机构正式立项，计划号：计划号:20202668-T-416。立项名称《地球静止轨道处能量大于2MeV电

子日积分通量分级》。

（二）协作单位

本标准由国家卫星气象中心、中国人民解放军61741部队共同起草。

（三）主要起草人及所做工作

本标准主要起草人为：乐贵明、田天、赵明现，其分工如下：

乐贵明，本标准起草负责人，负责组织、数据分析、初稿起草和技术把关。

田天，负责地球静止轨道处E>2MeV电子日积分通量与静止轨道卫星故障资料的调研与分析；

赵明现：负责初稿起草、参与各环节的讨论等工作。

（四）主要工作过程

1.标准预研

2016年12月12日，中国气象局颁布了气象行业标准QX/T367-2016,地球静止轨道处能量2MeV

以上电子日积分强度分级。2021年5月，我们把颁布的行业标准作为初稿，提交给主管机构审核。

2.标准立项

2020年8月，标准立项。

3.深入调研

我们2020年9月-2021年3月，收集整理了1987-2019年期间地球静止轨道卫星观测的E>2MeV

电子的观测资料，并对资料进行了统计分析。1987年到2019年期间，有效数据天数为11437天，日积

分通量大于109d-1cm-2sr-1的天数为282天，占2.4%，这个比例是非常低的。日积分通量大于108d-1cm-

2sr-1低于109d-1cm-2sr-1的天数为2176天，占20%，但美国的太空天气预报定义日积分通量大于108d-

1cm-2sr-1为高。日积分通量大于109d-1cm-2sr-1所占比例为2.4%，一年365天的话，平均一年也就不

到9天，所以，定义日积分通量大于109d-1cm-2sr-1为极高是合理的。根据澳大利亚网站提供的信息，

日积分通量大于109d-1cm-2sr-1就可能导致卫星出现故障，所以，这也支持定义日积分通量大于109d-1

cm-2sr-1为极高。

国外情况调研：

SWPC：1x108perdayishigh

当E>2MeV电子日积分通量符合下列情况，卫星有可能导致卫星深层充电故障

3x108perdayfor3consecutivedays

greaterthan109forasingleday

国内调研

中科院国家空间环境预报中心制定的地球静止轨道E>2MeV电子日积分值的警报级别为

82-192-1

三级（黄色）：10(cm·sr·d)<Ie10(cm·sr·d)

92-192-1

二级（橙色）：10(cm·sr·d)Ie310(cm·sr·d)

92-1

一级（红色）：Ie310(cm·sr·d)

进一步的观测资料统计结果如下

1987年-2019年期间，GOES卫星观测到E>2MeV电子日积分通量有效数据天数为11437，

其中109pfu的事件总共有282天，占总天数的~2.47%。

日积分通量2.0x109pf的事件占总天数的比率略低于7‰。

日积分通量3.0x109pfu事件占总天数的比率约为2‰。

2021年6月19日，起草组邀请专家对征求意见稿进行了讨论，起草小组把地球静止轨道E>2MeV电

子日积分通量国内外调研情况和数据统计情况向专家做了介绍，经过讨论，大家建议将地球静止轨道

E>2MeV电子日积分通量分为5级，分级情况如下，具体见表一。之所以这么分级，一是考虑地球静

止轨道E>2MeV电子日积分通量对卫星深层充电造成的故障，二是根据统计结果得到的不同日积分值

出现的频次，三是考虑了国内外预报中心的相关情况，四是考虑与磁暴分级对应（分为小磁暴、中等磁

暴、大磁暴、特大磁暴和超大磁暴）

表一地球静止轨道处E>2MeV电子日积分通量分级

强度范围

强度等级强度类别

2-1

Ie/(cm·sr·d)

7

1级低Ie10

78

2级中10Ie10

89

3级高10Ie10

99

4级特高10Ie210

9

5级超高Ie210

我们也参考了一下文献，这些文献也支持我们在征求意见稿中给出的分级。

参考文献：

Iucci,N.,etal.(2005),Spaceweatherconditionsandspacecraftanomaliesindifferentorbits,SpaceWeather,

3,

S01001,doi:10.1029/2003SW000056.

G.L.Wrenn,D.J.Rodgers,andK.A.Ryden，Asolarcycleofspacecraftanomaliesduetointernalcharging，

AnnalesGeophysicae(2002)20:953–956

1

已颁布的行业标准的分级（见表二）为：

表二地球静止轨道处E>2MeV电子日积分通量分级

强度范围

强度等级强度类别

2-1

Ie/(cm·sr·d)

7

1级低Ie10

78

2级中10Ie10

89

3级高10Ie10

9

5级极高Ie10

国家标准征求意见稿的分级（表一）与已颁布的行业标准QX/T367-2016（表二）的不同之处是：

我们把行业标准的极高分成了两级，即特高和超高，这是考虑了统计结果，同时与磁暴分级对应起

来，也参考了国内其他单位的预警等级。

我们也参考了一下文献，这些文献也支持我们在征求意见稿中给出的分级。

参考文献：

Iucci,N.,etal.(2005),Spaceweatherconditionsandspacecraftanomaliesindifferentorbits,SpaceWeather,

3,

S01001,doi:10.1029/2003SW000056.

G.L.Wrenn,D.J.Rodgers,andK.A.Ryden，Asolarcycleofspacecraftanomaliesduetointernalcharging，

AnnalesGeophysicae(2002)20:953–956

4.征求意见稿

2021年6月，起草组根据业务实际，结合国内外调研成果和我们的统计分析结果，同时根据与相

关专家的讨论，按照法规司、标委会的要求，在初稿的基础上，进行征求意见稿的起草。2020年6月，

起草组对本标准的构成部分进行了修订，完成了征求意见稿的起草。

二、编制原则和主要内容确定的依据

（一）编制原则

1.规范性

本文件以参考国家相关出版编写规定，遵照国家相关法律、法规、规章、技术政策、标准及其规范，

本着简明、规范、实用的原则进行编制。

2.实用性

2

定义的等级，可用于卫星的设计、同时可依据观测实料做出卫星电子环境的警报。

3.可操作性

本文件中所涉及的资料可实现获取，可来自GOES卫星和静止轨道的风云卫星。

4.系统性

本文件对地球静止轨道E>2MeV电子日积分通量的各种强度级别予以细致的定义和说明。

（二）主要内容及确定依据

主要内容就是地球静止轨道E>2MeV电子日积分值长时间序列的观测数据的统计分析，以及地球

静止轨道E>2MeV电子日积分值与卫星的故障数据。

三、主要验证（或试验）分析（综述报告）

（一）主要试验和验证工作

这个主要是查询和统计分析卫星观测资料与公开发表的卫星故障分析论文。

（1）实验过程

实验过程就是实际的卫星观测数据与卫星故障。

（2）实验结果分析

实验结果分析的结果就是地球静止轨道E>2MeV电子日积分值的分级，目前是征求意见稿阶段，后续会

根据专家意见进行调整。

（二）业务应用情况

国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）在实际业务中，按照行业标准已运行了四年多时

间。

四、采用国际（国外）标准情况

未见国外有相关标准。

美国空间天气监测预警中心定义的日积分通量高与我们行业标准中定义的日积分通量高是一致的，

但他们没有定义特高与超高，也没有定义低与中。他们也未形成标准。

五、与有关的现行法律、法规和强制性标准的关系

与现行法律、法规和强制性国家标准没有冲突。

六、重大分歧意见的处理经过和依据

无。

七、作为强制性标准或者推荐性标准的建议

建议本文件作为推荐性标准在相关行业内进行推广。

八、贯彻标准的要求、措施和建议

3

本文件为首次制定，在实施过程中，根据实际应用情况，进行进一步的修订完善，以适应国家标准

制修订工作的要求。

建议国内静止轨道卫星的相关单位在对静止轨道E>2MeV电子日积分通量的监测预警业务时都采

用该标准。

九、废止现行有关标准的建议

无。

十、其他应当予说明的事项

无。

4

一、工作简况

（一）任务来源

本文件由全国卫星气象与空间天气标准化技术委员会（SAC/TC347）提出并归口，2020年1月13

日归口机构正式立项，计划号：计划号:20202668-T-416。立项名称《地球静止轨道处能量大于2MeV电

子日积分通量分级》。

（二）协作单位

本标准由国家卫星气象中心、中国人民解放军61741部队共同起草。

（三）主要起草人及所做工作

本标准主要起草人为：乐贵明、田天、赵明现，其分工如下：

乐贵明，本标准起草负责人，负责组织、数据分析、初稿起草和技术把关。

田天，负责地球静止轨道处E>2MeV电子日积分通量与静止轨道卫星故障资料的调研与分析；

赵明现：负责初稿起草、参与各环节的讨论等工作。

（四）主要工作过程

1.标准预研

2016年12月12日，中国气象局颁布了气象行业标准QX/T367-2016,地球静止轨道处能量2MeV

以上电子日积分强度分级。2021年5月，我们把颁布的行业标准作为初稿，提交给主管机构审核。

2.标准立项

2020年8月，标准立项。

3.深入调研

我们2020年9月-2021年3月，收集整理了1987-2019年期间地球静止轨道卫星观测的E>2MeV

电子的观测资料，并对资料进行了统计分析。1987年到2019年期间，有效数据天数为11437天，日积

分通量大于109d-1cm-2sr-1的天数为282天，占2.4%，这个比例是非常低的。日积分通量大于108d-1cm-

2sr-1低于109d-1cm-2sr-1的天数为2176天，占20%，但美国的太空天气预报定义日积分通量大于108d-

1cm-2sr-1为高。日积分通量大于109d-1cm-2sr-1所占比例为2.4%，一年365天的话，平均一年也就不

到9天，所以，定义日积分通量大于109d-1cm-2sr-1为极高是合理的。根据澳大利亚网站提供的信息，

日积分通量大于109d-1cm-2sr-1就可能导致卫星出现故障，所以，这也支持定义日积分通量大于109d-1

cm-2sr-1为极高。

国外情况调研：

SWPC：1x108perdayishigh

当E>2MeV电子日积分通量符合下列情况，卫星有可能导致卫星深层充电故障

3x108perdayfor3consecutivedays

greaterthan109forasingleday

国内调研

中科院国家空间环境预报中心制定的地球静止轨道E>2MeV电子日积分值的警报级别为

82-192-1

三级（黄色）：10(cm·sr·d)<Ie10(cm·sr·d)

92-192-1

二级（橙色）：10(cm·sr·d)Ie310(cm·sr·d)

92-1

一级（红色）：Ie310(cm·sr·d)

进一步的观测资料统计结果如下

1987年-2019年期间，GOES卫星观测到E>2MeV电子日积分通量有效数据天数为11437，

其中109pfu的事件总共有282天，占总天数的~2.47%。

日积分通量2.0x109pf的事件占总天数的比率略低于7‰。

日积分通量3.0x109pfu事件占总天数的比率约为2‰。

2021年6月19日，起草组邀请专家对征求意见稿进行了讨论，起草小组把地球静止轨道E>2MeV电

子日积分通量国内外调研情况和数据统计情况向专家做了介绍，经过讨论，大家建议将地球静止轨道

E>2MeV电子日积分通量分为5级，分级情况如下，具体见表一。之所以这么分级，一是考虑地球静

止轨道E>2MeV电子日积分通量对卫星深层充电造成的故障，二是根据统计结果得到的不同日积分值

出现的频次，三是考虑了国内外预报中心的相关情况，四是考虑与磁暴分级对应（分为小磁暴、中等磁

暴、大磁暴、特大磁暴和超大磁暴）

表一地球静止轨道处E>2MeV电子日积分通量分级

强度范围

强度等级强度类别

2-1

Ie/(cm·sr·d)

7

1级低Ie10

78

2级中10Ie10

89

3级高10Ie10

99

4级特高10Ie210

9

5级超高Ie210

我们也参考了一下文献，这些文献也支持我们在征求意见稿中给出的分级。

参考文献：

Iucci,N.,etal.(2005),Spaceweatherconditionsandspacecraftanomaliesindifferentorbits,SpaceWeather,

3,

S01001,doi:10.1029/2003SW000056.

G.L.Wrenn,D.J.Rodgers,andK.A.Ryden，Asolarcycleofspacecraftanomaliesduetointernalcharging，

AnnalesGeophysicae(2002)20:953–956

1

已颁布的行业标准的分级（见表二）为：

表二地球静止轨道处E>2MeV电子日积分通量分级

强度范围

强度等级强度类别

2-1

Ie/(cm·sr·d)

7

1级低Ie10