近日，上海天文臺(tái)地球自轉(zhuǎn)研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際EOP預(yù)報(bào)競(jìng)賽中取得好成績(jī)。 研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)國(guó)際上現(xiàn)有主流預(yù)報(bào)方法的缺陷，建立了新的短期極動(dòng)預(yù)報(bào)框架，可與多種預(yù)報(bào)方法相結(jié)合，提高EOP預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。 預(yù)報(bào)精度（10天內(nèi)）處于世界前列。
地球是一個(gè)非常復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng)，包括固體內(nèi)核、流體外核、地幔、地殼、海洋、大氣等各層。 除了太陽(yáng)、月亮和行星的引力影響外，這些圓圈還在不同的時(shí)間和空間尺度上經(jīng)歷著各種耦合效應(yīng)。 因此，地球的自轉(zhuǎn)和空間中的指向狀態(tài)（用地球方位參數(shù)EOP描述）總是在變化的。 變化是復(fù)雜且不可預(yù)測(cè)的。 EOP 包括極移（PMX 和 PMY 兩個(gè)分量）、日長(zhǎng)變化或世界時(shí)以及進(jìn)動(dòng)章動(dòng)等參數(shù)。 它們是連接地球參考系和天體參考系的轉(zhuǎn)換參數(shù)，因此可以準(zhǔn)確測(cè)量和預(yù)報(bào)EOP。 它不僅在天文和地球科學(xué)研究中具有重要意義，而且在人造衛(wèi)星和航天器的精確定軌以及全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。 然而，由于地球自轉(zhuǎn)的變化非常復(fù)雜，EOP的高精度預(yù)報(bào)一直是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)際社會(huì)高度重視EOP預(yù)報(bào)，并組織國(guó)際競(jìng)賽，鼓勵(lì)相關(guān)科研人員提出提高預(yù)報(bào)精度的新方法。 2006年至2008年間，首屆EOP預(yù)報(bào)競(jìng)賽（EOP PCC）對(duì)不同EOP預(yù)報(bào)方法進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，改進(jìn)了大地測(cè)量數(shù)據(jù)處理，提供了大氣、海洋和陸地水等角動(dòng)量數(shù)據(jù)，并在實(shí)時(shí)服務(wù)方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。 在此基礎(chǔ)上，第二屆EOP預(yù)測(cè)競(jìng)賽將于2021年9月1日舉行天文物理競(jìng)賽，持續(xù)至2022年底，重新評(píng)估各種EOP參數(shù)的預(yù)測(cè)能力[1]。 目前，共有來(lái)自28個(gè)機(jī)構(gòu)的33支隊(duì)伍參加本次比賽，囊括了國(guó)際地球自轉(zhuǎn)與參考系服務(wù)組織（IERS）、德國(guó)地球科學(xué)研究中心（ GFZ）、美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）等。
中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)地球自轉(zhuǎn)變化研究團(tuán)隊(duì)在地球自轉(zhuǎn)理論、地球內(nèi)部物理與動(dòng)力學(xué)、EOP數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)、多技術(shù)綜合地球參考等方面擁有20多年的研究歷史框架，并取得一系列重要成果。 研究成果。 團(tuán)隊(duì)積極參與本次比賽。 博士生徐燦燦在青年研究員段彭碩等人的指導(dǎo)下，對(duì)國(guó)際上現(xiàn)有主流預(yù)報(bào)方法的缺陷進(jìn)行了深入研究，有針對(duì)性地建立了一套新的極移預(yù)報(bào)方法。 短期預(yù)測(cè)策略，可與多種預(yù)測(cè)方法結(jié)合，提高預(yù)測(cè)精度。 2022年10月18日在希臘舉行的IAG國(guó)際研討會(huì)——地球科學(xué)應(yīng)用參考框架（REFAG 2022）上，競(jìng)賽組織正式發(fā)布了中期報(bào)告（該報(bào)告僅提供1-10天內(nèi)的短期預(yù)測(cè)） 。 預(yù)報(bào)結(jié)果）顯示[2]（如下圖），上海天文臺(tái)團(tuán)隊(duì)的短期（10天內(nèi)）極動(dòng)預(yù)報(bào)精度處于世界前列。 其中，PMX 5-10天的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率是33支隊(duì)伍中的冠軍。
該團(tuán)隊(duì)帶頭人黃成利研究員表示：“將預(yù)測(cè)模型與實(shí)際測(cè)量值進(jìn)行對(duì)比，可以幫助我們深入了解地球自轉(zhuǎn)的變化規(guī)律及其背后的物理機(jī)制。我們將進(jìn)一步開(kāi)展從機(jī)理上進(jìn)行研究，并拓展該方法在其他領(lǐng)域的新應(yīng)用。”
圖：2021年9月1日至2022年8月22日，各參賽隊(duì)EOP-PMX（上子圖）和PMY（下子圖）預(yù)測(cè)精度對(duì)比； 橫軸為預(yù)測(cè)天數(shù)，縱軸為預(yù)測(cè)精度（MAE為平均絕對(duì)誤差，單位為毫弧秒）； 右側(cè)圖例為各參賽隊(duì)的人數(shù)，其中200為IERS提供的結(jié)果，其預(yù)測(cè)精度被視為國(guó)際參考標(biāo)準(zhǔn)； 上海天文臺(tái)團(tuán)隊(duì)編號(hào)為138。上圖右下部分的紅色圓圈突出顯示了我們團(tuán)隊(duì)的PMX預(yù)報(bào)精度在5-10天內(nèi)的結(jié)果，是33個(gè)團(tuán)隊(duì)中精度最高的。
參考：
[1]第二屆EOP預(yù)測(cè)大賽官方主頁(yè)：
[2] Kur，Sliwińska天文物理競(jìng)賽，，，Wińska，。 2022 年。地球（第二次 EOP PCC）。 REFAG 2022 于 2022.10.17-20,