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中国科学院院士、子午工程二期总指挥王赤先容(shao)，子午工程一期主要是以“链”为主，子午工程二期，把一横一竖的链式的结构变成了两竖两横的一个“井”字形的监(jian)测网。31个综合台站，近300套空(kong)间环境监(jian)测设备共同构成了国际上(shang)覆盖范围(wei)最广，监(jian)测要素最全，综合监(jian)测能力最强的一个地(di)基的空(kong)间环境的监(jian)测网。通(tong)过国家(jia)验收之后，标(biao)志着大家所有(you)的设备都已经工作正常，从建设阶段正式进入到科学运行的阶段。

建成一批重大设备 将推进国际子午圈大科学计划(hua)

子午工程二期建成了一批重大空(kong)间天气监(jian)测设备，如全球最大的综合孔径射电望远镜——圆环阵太阳射电成像望远镜；国际首台全季节观测阵列式大口径激光雷达，还有(you)全球探(tan)测能力最强的相控阵非(fei)相干散(san)射雷达等，技术指标(biao)达均到国际先进水平。

按照边建设、边运行、边产出的原则，子午工程一期和二期已融合运行，持续产出系列成果。在试运行期间，子午工程二期展现出卓越性能，如成功捕捉到2024年5月超级磁暴事件(jian)，完整记录日地(di)空(kong)间环境对太阳活(huo)动响应的全过程，展现了其对空(kong)间天气事件(jian)的快速、高精度(du)、全局监(jian)测能力。

王赤先容(shao)，试运行期间，已经获得了大量的第一手(shou)资料，也支撑(cheng)保障了60多项国家(jia)重大航天活(huo)动。未(wei)来将和天基的空(kong)间天气卫星，构成天地(di)一体化的空(kong)间天气综合监(jian)测体系。拓展国际合作，推动国际子午圈大科学计划(hua)。形成在全球范围(wei)内对太阳活(huo)动、地(di)球空(kong)间环境的CT扫描系统，共同应对空(kong)间天气的全球性挑战(zhan)。

极(ji)光越美丽地(di)球越危险 子午工程守护地(di)球

子午工程的研究对象——太阳活(huo)动，对大家影响到底有(you)多大？极(ji)光越美丽地(di)球越危险么？地(di)磁暴会让生物钟紊(wen)乱吗(ma)？

2024年开始，几波超美的极(ji)光是刷爆了大家(jia)的朋友(you)圈，让很(hen)多人是一饱眼福。但这其实是太阳活(huo)动越来越“暴躁”的一个信号，太阳活(huo)动每11年一个周期，现在正是它(ta)的顶峰、也就(jiu)是高燃时刻。

这个屏幕上(shang)有(you)几张图和大家平时看到的太阳的图像很(hen)不一样。这个绿色(se)其实是在一个特定的波段拍摄的太阳的图像，更为重要的是2024年5月、10月、12月三(san)次太阳上(shang)都有(you)非(fei)常明显(xian)的亮斑，这就(jiu)叫太阳耀斑。太阳耀斑看起来和极(ji)光一样，貌似有(you)点美丽，但这种美丽其实非(fei)常可怕。因(yin)为它(ta)每一次剧烈的活(huo)动释放的能量相当于(yu)上(shang)百亿枚氢弹(dan)爆炸的能量，可以轻松地(di)穿越1.5亿公里的日地(di)距离直击地(di)球，可以说太阳一打喷嚏，地(di)球就(jiu)会跟着发烧。太阳活(huo)动对地(di)球的三(san)轮轰(hong)击究竟有(you)多猛？首先第一轮是电磁的闪电战(zhan)，太阳耀斑爆发之后大概8分(fen)钟左右的时间，X射线、紫外(wai)射线等就(jiu)会以光速轰(hong)击地(di)球。后果可能就(jiu)是导航失灵、通(tong)讯(xun)中断(duan)，甚至(zhi)有(you)可能导航误(wu)差大的时候达到上(shang)百米。

第二轮就(jiu)是高能粒子的突袭(xi)，大概几个小(xiao)时之后，高能粒子就(jiu)会抵达到地(di)球附近，这个时候影响最大的就(jiu)是航天器。据研究显(xian)示，约有(you)四分(fen)之一的航天器故障都和这一轮的袭(xi)击有(you)关。

第三(san)轮是，等离子体的大轰(hong)炸，这个时候几天之后可能有(you)上(shang)百亿吨的等离子体会轰(hong)击地(di)球。极(ji)光就(jiu)是在这个时候出现的，可能会造成比如说电网瘫痪，高铁和输油管线等一系列的设备的故障。有(you)人会说，这个期间会感觉(jue)自己生物钟有(you)些(xie)紊(wen)乱，甚至(zhi)有(you)些(xie)嗜睡，这是真的吗(ma)？太阳活(huo)动与空(kong)间天气全国重点实验室副主任罗冰显(xian)先容(shao)，这可能更多是大家(jia)幽默的一个调侃。地(di)磁暴虽然会造成地(di)磁场的扰(rao)动，但是在地(di)面(mian)上(shang)它(ta)的扰(rao)动级别也就(jiu)是平常地(di)磁场强度(du)的1%。目前(qian)，研究表明对大家人体基本没什么影响。大家(jia)可能还会好奇，这么美丽的极(ji)光今年是不是还能再见到？

未(wei)来两年是有(you)很(hen)大的概率还会继续见到。目前(qian)正是处在太阳活(huo)动高年，如果磁暴够强的话，比如说漠河、新疆甚至(zhi)北京再看到极(ji)光还是有(you)可能的。为了全方位监(jian)测太阳的一举一动，中国科学院空(kong)间中心的科学家(jia)们是花了10多年的时间，在地(di)球上(shang)是沿着东经120度(du)、北纬30度(du)、东经100度(du)、北纬40度(du)这样两纵两横很(hen)明显(xian)的一个“井”字形，布局了31个台站近300台设备，是首次实现了对日地(di)空(kong)间环境全圈层(ceng)多要素的这样一个立体式综合式探(tan)测。应该说，这是中国覆盖面(mian)积最广的一个国家(jia)重大科技基础设施，也是中国地(di)图上(shang)守护地(di)球最牛的一个“井”字。

子午工程二期3月21日通(tong)过国家(jia)验收

3月21日，面(mian)向空(kong)间天气研究的国家(jia)重大科技基础设施——子午工程二期顺利通(tong)过国家(jia)验收，与子午工程一期组成了世界最大的空(kong)间环境地(di)基综合监(jian)测网，将显(xian)著提升我国空(kong)间天气预报预警能力。子午工程二期通(tong)过国家(jia)验收，标(biao)志着子午工程从建设阶段正式进入到科学运行的阶段，我国空(kong)间环境地(di)基监(jian)测能力跃居世界领先地(di)位。为何命名为子午工程？

作为中国空(kong)间天气领域(yu)的首个国家(jia)重大科技基础设施，为什么命名为“子午工程”？探(tan)测太空(kong)的风云变幻，为什么要在地(di)面(mian)上(shang)建设如此大规模的空(kong)间环境监(jian)测网？

王赤先容(shao)，研究空(kong)间天气的现象，更多的是要研究空(kong)间的带电粒子，带电粒子它(ta)是要受磁场控制的，沿着磁力线传播。在地(di)球上(shang)，磁力线基本上(shang)是沿着子午线来分(fen)布的，沿着经线来分(fen)布。要沿着磁力线、沿着沿着子午圈来布局台站，所以称之为子午工程。

子午工程与卫星共同构建天地(di)一体化监(jian)测网

王赤院士先容(shao)，空(kong)间天气监(jian)测主要分(fen)为天基和地(di)基监(jian)测两种方式。天基探(tan)测多采用卫星等飞行器在空(kong)中进行探(tan)测，既能实现遥感探(tan)测，也能通(tong)过就(jiu)位探(tan)测实现身临其境。但受到轨道(dao)、重量、功耗、寿命的种种限(xian)制，天基探(tan)测远不能满足时空(kong)变化极(ji)为复杂的空(kong)间环境研究的需要。

“超级CT”如何扫描捕捉太空(kong)风云变化？

太阳爆发威力巨大，由于(yu)喷发出的能量和物质速度(du)不同，会对地(di)球形成多轮打击。被喻为地(di)面(mian)“超级CT”的子午工程，是如何调动各种设备及时捕捉太空(kong)中的天气变化，作出预报预警的？

太阳爆发时，第一轮到达地(di)球的有(you)大家肉眼看不到的紫外(wai)线、X射线，也有(you)可见光。尽管太阳辐射的增(zeng)加(jia)不会对地(di)球造成太大影响，人们甚至(zhi)也难以察觉(jue)，但子午工程的诸多设备却能敏锐察觉(jue)到太阳的异常。比如位于(yu)云南丽江(jiang)的光谱成像日冕仪，它(ta)可以在强烈的太阳背景辐射中过滤掉杂波，找到太阳耀斑爆发时可见光波段光线的增(zeng)加(jia)。

当第一轮的强光被探(tan)测到后，子午工程运控中心就(jiu)会调集相关设备扫描太阳，寻找“事发区域(yu)”。但太阳距离地(di)球有(you)1.5亿公里，这么远的距离搜索一小(xiao)块耀斑区域(yu)并不容易。这时，位于(yu)四川稻城的圆环阵太阳射电成像望远镜就(jiu)会发挥作用。313个直径6米的天线，像向日葵一样同时面(mian)向太阳，形成虚拟超大口径的望远镜。

多设备接力配合 实现太阳到地(di)球立体监(jian)测

圆环阵望远镜只能监(jian)测从太阳表面(mian)外(wai)5个太阳半径左右的空(kong)间，太阳与地(di)球间的距离大概相当于(yu)200多个太阳半径，太阳抛(pao)射的物质再往外(wai)会如何行进，是否会影响地(di)球？子午工程怎样获取更多信息？

中国科学院国家(jia)空(kong)间科学中心研究员、子午工程二期总工程师徐寄遥先容(shao)，太阳可以无时无刻的爆发，但是因(yin)为有(you)行星际的磁场等，还有(you)地(di)球、太阳的旋转，会使得它(ta)整个抛(pao)射物会在运行当中是一个曲线的形式。不是所有(you)的都能打到地(di)球上(shang)去，所以到了后边，就(jiu)要用到行星际闪烁望远镜去来捕捉。经过一系列的计算(suan)，就(jiu)知道(dao)大概日冕物质抛(pao)射它(ta)的速度(du)是多少，它(ta)的方向是什么样子，是不是冲大家而来的，使得预报的精确度(du)就(jiu)更加(jia)提高。

当日冕抛(pao)射物质进入近地(di)空(kong)间，更多子午工程的地(di)面(mian)设备开展协同探(tan)测。比如，在海(hai)南三(san)亚有(you)非(fei)相干散(san)射雷达对低(di)纬地(di)区的电离层(ceng)进行观测。此外(wai)，还有(you)采用光学、地(di)磁等不同手(shou)段，比如位于(yu)新疆、内蒙古、吉林的中纬高频雷达，位于(yu)海(hai)南儋(dan)州的阵列式大口径激光雷达等大科学装置。

责任编辑：刘琰(EN004)