利用低频太阳射电观测数据预警相关心脑血管事件的方法
【专利摘要】本发明是一种利用低频太阳射电观测数据预警相关心脑血管事件的方法。太阳低频射电爆发与空间天气、地磁活动有密切关系，采用低频射电观测数据中的异常频谱现象来推测太阳上的活动，太阳活动在低频无线电上的观测数据反映了太阳活动等离子体抛射物CME在日地空间传播过程中重要的物理特性，根据电磁波与等离子体在自由空间中的速度关系，推算得到的地磁扰动时间，对心脑血管事件进行提前预警和相关医疗措施。本发明具有预警时间更长、效率更高等优点。
【专利说明】利用低频太阳射电观测数据预警相关心脑血管事件的方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及利用低频太阳射电观测数据预警相关心脑血管事件的方法，尤其适用于空间灾害性天气引发的重大相关疾病的预防。
【背景技术】
[0003]从80年前开始科学界和医学界就开始了关于人体韵律甚至时钟生物学(chronobiology)的研究，多数学者认为气候、季节、天文现象以及多种自然因素的周期性变化，甚至一周的工作时间和休假时间的周期性出现，都会对人体健康产生重要的影响。其中天文活动弓I起的周期性变化是其中重要的一个方面。
[0004]太阳是距离地球最近的恒星，其活动是对地球及人类生产生活最直接的天文活动，其通过微波辐射、红外线、可见光照射、紫外线、以及高能粒子等不同方式源源不断的向地球输送能量，为此不同波段的变化势必会对人类活动产生不同的影响。
[0005]从上世纪60年代开始人类就开始注意到宇宙活动特别是太阳活动对人类的健康有重要影响，Archiv fur physikalische 等人于 1954 年发表的” Solar and magneticdisturbances in relation to the medico-meteorological prognoses ，，和Friedman 等人在1963年4月以及1965年5月在《nature》上发表的” Geomagnetic Parameters andPsychiatric Hospital Admissions”和“Psychiatric Ward Behavior and GeophysicalParameters”几篇文章中初步探讨了人体健康情况和地磁活动参数之间的关系，这是人类早期从一个系统的领域高度注意到空间灾害性天气对人类的生产生活的影响。从那时起到本世纪初，科学界在太阳活动的各个波段做过与人类相关疾病的关联性研究。
[0006]通过多种数据关联比对，特别是前苏联科学界和美国科学院的工作，通过多年积累的太阳活动数据——各种疾病发病之间的统计，发现在太阳活动能够影响地球磁场时，此时心脑血管疾病的发病率明显的呈现极强的正相关性，典型的有:急性脑卒，急性心梗
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[0007]心血管疾病特别是心脑血管梗塞性疾病是全球范围内致死和致残的主要疾病，急性心梗的流行病学显示:在欧美10万人大概会有400人会发生急性心梗，在美国大概每年有90万人发生急性心梗。WHO报告1986?1988年35个国家每10万人口急性心肌梗塞年死亡率以瑞典、爱尔兰、挪威、芬兰、英国最高，男性分别为253.4,236.2,234.7,230.0、229.2，女士分别为154.7、143.6、144.6、148.0、171.3，中国由于资料不全，排在末位。
[0008]脑卒中的年发病率在世界范围内平均为140/10万?200/10万，东方人高于西方人，其中尤以东欧国家和前苏联的一些国家较高，中国紧随其后，脑卒中是美国和英国位于第三位的死亡原因，也是引起成人残疾的第一位原因，在存活者中，90%有不同的功能缺失。心肌梗塞的原因，多数是冠状动脉粥样硬化斑块在此基础上血栓形成，造成血管管腔堵塞所致。由于发病基础不同，脑卒中分为两型:缺血性脑卒中和出血性脑卒中。缺血性脑卒中(is)是最常见的脑卒中类型，约占所有脑卒中的85%，主要原因是由于脑血管出现动脉粥样硬化和血栓形成，使血管变得狭窄或者完全闭塞，导致血液供应障碍。心脑血管梗塞性疾病的本质是血栓和栓子的生成和发挥作用。推测血栓将成为近20年世界范围内导致死亡的主要原因。心脑血管梗塞性疾病起病急、危害大、致残率高，但它是可以控制的，因为从一开始沾染危险因素到最后发病有一段时间，可以采取各种手段加以干预和控制。
[0009]目前国际上普遍通过观测宇宙线流量的福布希下降现象(cosmic ray ForbushDecrease)来推测CME到达时间。根据天体物理研究表明福布希下降是由于太阳活动中巨型耀斑将CME物质抛射到日地空间中对宇宙线进行了遮挡而造成的流量下降，通过观测宇宙线的福布希下降可以获知日地空间中等离子体密度变化，如图1所示。
[0010]但福布希下降现象出现到地磁暴发生之间的时间非常短，预警时间不足，这样会给疾病的预防带来相当大的难度。利用地磁数据普遍存在滞后性，更是无法达到预警的目的。
[0011]监测太阳活动将成为预防心血管疾病的一种有力的预警途径！这需要我们从太阳活动一空间天气一人体健康这个更加深层次的层面从源头探究其内在的联系。
【发明内容】
[0012]本发明的目的是针对太阳活动时期对心脑血管疾病的影响，而利用日冕物质抛射中重要的表象低频太阳无线电爆发观测数据对即将引起的地磁扰动进行时间推测，进而对心脑血管疾病做出有效预警的方法。
[0013]获取太阳活动并进行预测的最佳方法就是进行天文观测，通过观测数据来推知日地空间的环境变化，则通过不同的手段可以获得甚至预知地球磁场的未来变化情况。
[0014]射电天文观测特别是低频射电天文观测具有光学、高能天文观测不可比拟的优势。首先射电天文观测具有全天候观测的特点，不受刮风、下雨、天阴等自然环境影响，另外采用射电方法探测可探测太阳活动的作用距离远远大于其他方式探测方式。
[0015]根据电磁波与等离子体在自由空间中的速度关系，电磁波是按照光速传播的，而等离子体是按照大大小于光速的速度传播的(约1000km/h)，则我们总是先探测到低频电磁波的异动，两到三天以后等离子体物质才能到达地球引起地球的地磁爆发。基于此，本发明采用低频太阳观测数据来推测地磁暴时间进而对人体相关疾病进行预防。
[0016]本发明的具体方法是
1.利用太阳低频射电活动数据进行分析，太阳活动在低频无线电上的观测数据反映了太阳活动等离子体抛射物CME在日地空间传播过程中重要的物理特性。CME中等离子体发射频率与等尚子体密度之间有如下对应关系:
i； = ,P ⑴
?mne
其中凡为等离子体密度，为等离子体单个离子的带电荷数，为等离子体单个离子的质量。从(I)式可知等离子的辐射电磁波随着其密度的降低而降低。不同太阳高度对应等离子密度符合下面经典公式:
【权利要求】
1.一种利用低频太阳射电观测数据预警相关心脑血管事件的方法，其特征在于:太阳低频射电爆发与空间天气、地磁活动有密切关系，采用低频射电观测数据中的异常频谱现象来推测太阳上的活动，太阳活动在低频无线电上的观测数据反映了太阳活动等离子体抛射物CME在日地空间传播过程中重要的物理特性，根据电磁波与等离子体在自由空间中的速度关系，推算得到的地磁扰动时间，对心脑血管事件进行提前预警。
2.根据权利要求1所述的利用低频太阳射电观测数据预警相关心脑血管事件的方法，其特征在于:当探测到低频电磁波的异动时，等离子体物质到达地球引起地球的地磁爆发时间为探测到低频电磁波的异动后2-3天。
3.根据权利要求1所述的利用低频太阳射电观测数据预警相关心脑血管事件的方法，其特征在于:所述的对心脑血管事件进行提前预警方法是给予心脑血管疾病潜在的患者充分的药物干预和治疗有助于降低太阳活动引起的地磁扰动事件对人类的负面影响。
【文档编号】G06F19/00GK103559421SQ201310592833
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】李雪松, 张寰波, 董亮, 杨龙, 喻卓, 吴晖, 高冠男 申请人:昆明医科大学第一附属医院