近日，上海天文臺地球自轉(zhuǎn)研究團隊在國際EOP預(yù)報競賽中取得好成績。 研究團隊針對國際上現(xiàn)有主流預(yù)報方法的缺陷，建立了新的短期極動預(yù)報框架，可與多種預(yù)報方法相結(jié)合，提高EOP預(yù)報的準確性。 預(yù)報精度（10天內(nèi)）處于世界前列。
地球是一個非常復雜的動力系統(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、月亮和行星的引力影響外，這些圓圈還在不同的時間和空間尺度上經(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。 變化是復雜且不可預(yù)測的。 EOP 包括極移（PMX 和 PMY 兩個分量）、日長變化或世界時以及進動章動等參數(shù)。 它們是連接地球參考系和天體參考系的轉(zhuǎn)換參數(shù)，因此可以準確測量和預(yù)報EOP。 它不僅在天文和地球科學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)的變化非常復雜，EOP的高精度預(yù)報一直是一個巨大的挑戰(zhàn)。
長期以來，國際社會高度重視EOP預(yù)報，并組織國際競賽，鼓勵相關(guān)科研人員提出提高預(yù)報精度的新方法。 2006年至2008年間，首屆EOP預(yù)報競賽（EOP PCC）對不同EOP預(yù)報方法進行了綜合評價，改進了大地測量數(shù)據(jù)處理，提供了大氣、海洋和陸地水等角動量數(shù)據(jù)，并在實時服務(wù)方面取得了長足進步。 在此基礎(chǔ)上，第二屆EOP預(yù)測競賽將于2021年9月1日舉行天文物理競賽，持續(xù)至2022年底，重新評估各種EOP參數(shù)的預(yù)測能力[1]。 目前，共有來自28個機構(gòu)的33支隊伍參加本次比賽，囊括了國際地球自轉(zhuǎn)與參考系服務(wù)組織（IERS）、德國地球科學研究中心（ GFZ）、美國噴氣推進實驗室（JPL）等。
中國科學院上海天文臺地球自轉(zhuǎn)變化研究團隊在地球自轉(zhuǎn)理論、地球內(nèi)部物理與動力學、EOP數(shù)據(jù)分析與預(yù)測、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。 團隊積極參與本次比賽。 博士生徐燦燦在青年研究員段彭碩等人的指導下，對國際上現(xiàn)有主流預(yù)報方法的缺陷進行了深入研究，有針對性地建立了一套新的極移預(yù)報方法。 短期預(yù)測策略，可與多種預(yù)測方法結(jié)合，提高預(yù)測精度。 2022年10月18日在希臘舉行的IAG國際研討會——地球科學應(yīng)用參考框架（REFAG 2022）上，競賽組織正式發(fā)布了中期報告（該報告僅提供1-10天內(nèi)的短期預(yù)測） 。 預(yù)報結(jié)果）顯示[2]（如下圖），上海天文臺團隊的短期（10天內(nèi)）極動預(yù)報精度處于世界前列。 其中，PMX 5-10天的預(yù)測準確率是33支隊伍中的冠軍。
該團隊帶頭人黃成利研究員表示：“將預(yù)測模型與實際測量值進行對比，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制。我們將進一步開展從機理上進行研究，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EOP-PMX（上子圖）和PMY（下子圖）預(yù)測精度對比； 橫軸為預(yù)測天數(shù)，縱軸為預(yù)測精度（MAE為平均絕對誤差，單位為毫弧秒）； 右側(cè)圖例為各參賽隊的人數(shù)，其中200為IERS提供的結(jié)果，其預(yù)測精度被視為國際參考標準； 上海天文臺團隊編號為138。上圖右下部分的紅色圓圈突出顯示了我們團隊的PMX預(yù)報精度在5-10天內(nèi)的結(jié)果，是33個團隊中精度最高的。
參考：
[1]第二屆EOP預(yù)測大賽官方主頁：
[2] Kur，Sliwińska天文物理競賽，，，Wińska，。 2022 年。地球（第二次 EOP PCC）。 REFAG 2022 于 2022.10.17-20,