大国重器:子午工程——国际上综合观测能力最强的地基空间天气监测网络
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  前段时间,地球出现几十年来最强地磁暴之一,全球多地可见极光,世界气象组织作出这样的提醒。
  太阳活动具有11年的周期性。我们目前正处于第25个太阳活动周的峰年期,未来两三年仍有很大可能发生强烈的太阳活动,引发灾害性空间天气事件。
  什么是“空间天气”?
  在陆地、海洋和大气环境之外,还存在与人类生存发展息息相关的第四环境——空间环境。
  瞬时发生的爆发性太阳活动通常会引起空间环境的剧烈变化,影响地面和空间技术系统的运行和可靠性,人们称之为空间天气。
  空间天气有多种表现形式,包括电磁场、等离子体、高能粒子等多种不同尺度、不同程度的扰动,可以说是太空中的“风雨雷电”。
  太阳每时每刻都在向外吹拂着等离子体,我们称之为“太阳风”。日冕物质抛射就像是源自太阳的“飓风”,它会引起地球空间环境的剧烈扰动。
  空间天气也会产生高能粒子“雨”。太阳爆发本身就会向外释放大量的高能粒子,并冲击地球空间;日冕物质抛射袭击地球时,会引起地球磁层中带电粒子的加速,产生高能电子暴。
  此外,太阳活动对地球的冲击也会引发空间电流的扰动,引起地面磁场的跳变,还会产生极光等现象,这些都是太空中的“雷电”现象。
  做好空间天气监测预警中国有何大国重器?
  早在1992年,中国科学院国家空间科学中心就成立了空间环境预报中心,这是我国第一个专业的空间天气预报机构。进入本世纪,我国在空间天气和空间环境监测和研究方面的投入迅增。
  空间环境监测主要分为地基监测和天基监测两种方式。
  在天基探测方面,针对空间天气的源头——太阳,我国先后发射了“羲和号”和“夸父一号”卫星,紧盯着太阳的一举一动。
  在地基监测方面,则要提到一个响亮的名字——子午工程。
  子午工程的设备分布怎么会如此广泛?
  事实上,空间天气扰动是沿经纬向分布和传播的。基于这个特点,子午工程沿东经100度和120度、北纬30度和40度,布局了31个观测台站,建设了282台监测设备。从中高层大气、电离层、磁层,到行星际、太阳大气,子午工程的探测范围涵盖了五大空间环境圈层,能获取多达40类的空间环境参数。
  子午工程I期,也即“东半球空间环境地基综合监测子午链”,于2012年完成建设并投入运行。
  子午工程II期,也即“空间环境地基综合监测网”,也已经于近期完成建设,成为国际上综合观测能力最强的地基空间天气监测网络。子午工程II期经国家验收后将进入正式运行,对国内外科学家开放共享探测数据和研究成果。
  子午工程——这个颇为低调的大科学装置,值得更多人关注和了解。 (科普滨州)