“地磁暴凸显空间天气预报重要性。”
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。
△2024年5月12日，北京八达岭长城可见极光。
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？空间天气会如何影响人类生活？
我国有一批大国重器，在对空间天气进行持续的监测和预警。这些设备都是干什么的？
01什么是“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（Space Weather）。
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。
02空间天气如何影响人类生活？
空间天气会影响人类在空间和地面运行的各种技术系统。
前段时间，发生了X级大耀斑和超大地磁暴，普通人可能没有太强的切身感受，但在全球范围内产生了多方面的影响。
比如，在航天活动方面，包括中国空间站在内的低轨卫星或航天器遭受到了更强的阻力；部分卫星暂停了科研观测任务。
在通信导航定位方面，美国、日本、加拿大以及中国等多个国家报告了强烈的电波吸收导致通信中断以及导航卫星失锁等现象。
在电力系统方面，新西兰的电力传输服务临时关闭了全国部分变电站，以防设备损坏。
△示意图
值得注意的是，随着人类科技的进步，空间天气灾害对人类活动的影响将越发显著。
03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速增加。
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。
上面这是位于四川省甘孜州的圆环阵太阳射电成像望远镜，它由313部直径6米的抛物面天线构成，这些天线均匀分布在直径为1公里的圆环上。
它是目前全球规模最大的综合孔径射电望远镜，不但能监测太阳的各种爆发活动，还能监测太阳风暴进入行星际的过程。
上面这是位于内蒙古锡林郭勒盟的行星际闪烁望远镜，由我国自主研制，接收面积和灵敏度处于国际领先水平。
行星际空间扮演着衔接太阳和地球的关键纽带作用。行星际闪烁望远镜聚焦行星际空间，可以感知太阳风湍流引起的射电流量的闪烁，遥测太阳风的动态传播过程。
上面这是位于海南省的三站式非相干散射雷达，其主站由八千多个天线单元共同组成，是世界最先进的地基电离层探测设备之一。
△吉林龙井站
△内蒙古四子王旗站全景
△新疆和静站全景
上面三幅图片展示的是北方中纬高频雷达网，由3站6部高频相干散射雷达组成，首次形成对欧亚扇区中高纬度电离层的广域高精度连续探测。
这些都是子午工程的标志性设备。
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。
受访者为中国科学院国家空间科学中心研究员、子午工程二期总师徐寄遥，中国科学院国家空间科学中心研究员、国际空间环境服务组织中国区域警报中心主任罗冰显，中国科学院国家空间科学中心研究员、子午工程二期总体技术组组长陈志青。
来源：新闻联播、央视新闻
