—新聞—科學�(wǎng)
news.sciencenet.cn 2026/5/21 7:53
282臺設(shè)備組成一張網(wǎng),他們聯(lián)�“追捕”太陽風暴
在距地面100公里以外的廣袤空�,太陽風暴時刻威脅著人類的技�(shù)命脈——�(wèi)星可能因此失�,通信可能突然中斷,導航信號或許瞬間丟��
為了防范來自太空�“風雨雷電”,一張由中國科學院牽��16家單位共同建�(shè)運行的監(jiān)測網(wǎng)——空間�(huán)境地基綜合監(jiān)測網(wǎng)(以下簡稱子午工程)日夜不息地運�(zhuǎn)。數(shù)�(jù)源源不斷地匯聚到位于北京懷柔的子午工程綜合信息與運控中心�
如今,子午工程已�(jīng)成為開展建制化空間環(huán)境和空間天氣基礎(chǔ)研究的物理載體�“從建�(shè)期到運行�,特別是�2021年《中國科學院�(guān)于加強基�(chǔ)研究的若干意見》(以下簡稱“基礎(chǔ)研究十條”)出臺后,子午工程得到了來自中國科學院的大力支持�”子午工程二期總指�、中國科學院國家空間科學中心(以下簡稱空間中心)主任王赤院士��

子午工程圓環(huán)陣太陽射電成像望遠鏡日觀太陽風暴、夜探射電天�。圖片來源:空間中心
從單�(shè)備運行到跨部門�(xié)�
近年�,在中國科學院的推動�,子午工程項目法人空間中心不斷強化科學技�(shù)總體對各分系�(tǒng)的統(tǒng)�,科研組織模式從過去主要依托單設(shè)備產(chǎn)出科研成�,轉(zhuǎn)�?yōu)榭鐔�?、跨�(shè)備協(xié)作開展建制化基礎(chǔ)研究�
“空間科學的前沿突�、航天強國的建設(shè)需求、經(jīng)濟社會發(fā)展的新業(yè)�(tài)培育,都要求科研組織方式從傳�(tǒng)課題組單打獨斗緩步慢�,轉(zhuǎn)向建制化團隊聚力加快突破�”王赤��
其中,最具代表性的就是“太空臺風”系列研究�
“太空臺風”是一個由中國科學家首次發(fā)�(xiàn)并開始研究的空間天氣�(xiàn)��
2021�,中國科學家�(lǐng)導的國際團隊研究了北極磁極點附近的一個反常現(xiàn)象:在長時間地磁平靜條件�,極區(qū)出現(xiàn)了亮度遠超常�(guī)極光的氣旋狀�(jié)�(gòu)。這個結(jié)�(gòu)擁有近乎靜止�“臺風�”、圓形等離子體對流和強電�“�”,形�(tài)與大氣臺風驚人相�。這一新穎�(xiàn)�,需�“鐵證如山”的解��
傳統(tǒng)“單打獨斗”式的觀測,難以捕捉到這種跨越巨大空間尺度的精細結(jié)�(gòu)。子午工程的跨部門�(xié)作網(wǎng)�(luò)�(fā)揮了作用——空間中心王赤、研究員張清和(時任山東大學特聘教授)團�,聯(lián)合中國極地研究中�、吉林龍�/�(nèi)蒙古四子王旗/新疆和靜雷達站等多家單位的科研團�,進行了全球極區(qū)電離層大尺度對流的連續(xù)�(jiān)��
他們在國際上首次捕捉到“太空臺風”的對流渦旋特�,相�(guān)成果被《自然》選為研究亮��“太空臺風”一詞也作為獨立詞條登上維基百科�
“子午工程的建制化�(xié)作為‘太空臺風’系列研究提供了不可替代的支撐�”張清和說�
�5�,依托這張�(xié)作網(wǎng)和國際高頻雷達等�(shù)�(jù),科研人員在“太空臺風”研究方面持續(xù)取得新成�,構(gòu)建起覆蓋超過兩個太陽活動周(共22年)的全球太空臺風事件數(shù)�(jù)庫�
“基于�(xiàn)有成�,我們還在進一步研究太空臺風與太陽風參�(shù)、地磁條件的精細�(guān)�(lián),分析南北半球太空臺風不對稱性的成因,并利用子午工程的長期數(shù)�(jù)庫開�(fā)太空臺風預報模型,提升對�(wèi)星安�、導航定位的保障能力,為�(yīng)對全球性空間天氣災害提供中國方案�”張清和說�
成為國家空間天氣基礎(chǔ)研究基地
2025�3�,子午工程二期通過國家驗收。子午工程從一�15個臺��87臺套�(shè)備,擴展�31個臺��282臺套�(shè)�。一�“觀天巨�(wǎng)”開啟常態(tài)化運行�
“中國科學�‘基礎(chǔ)研究十條’強調(diào)要依托國家重大科技基礎(chǔ)�(shè)�,建�(shè)一批基�(chǔ)研究基地。對子午工程來說�282臺套�(shè)備遍布全國各地,要讓這些分散的設(shè)備聯(lián)合起來形成基�(chǔ)研究基地,并非易事�”王赤��
在中國科學院黨組的支持下,子午工程面�“形散”的特�,建立起專門的總體管理機�(gòu)——子午工程中心,負責工程的綜合�(xié)�(diào)、運行和�(shù)�(jù)服務(wù),同時還建立了以自主�(shù)�(jù)為主��“形散而神�”的數(shù)�(jù)治理生態(tài)�
王赤介紹,在�(shù)�(jù)制度層面,子午工程建立了覆蓋�(shù)�(jù)生產(chǎn)、匯�、管�、存儲和共享分發(fā)的完整數(shù)�(jù)政策與服�(wù)鏈條,將�(shù)�(jù)�(zhì)量和使用率直接與運行評估掛鉤,實�(xiàn)了子午數(shù)�(jù)�“要我共享”�“我要共享”的轉(zhuǎn)�。在組織管理�,子午工程實�(xiàn)了總體管理、專�(yè)技�(shù)、高效運�、科學應(yīng)�“四線并舉”的矩陣模��
不僅如此,按�“基礎(chǔ)研究十條”�(guān)�“�(jié)合國家重點實驗室體系重組,重塑基�(chǔ)研究國家�”的要�,中國科學院針對國內(nèi)空間天氣基礎(chǔ)研究力量分散的問�,依托空間中�,聯(lián)合中國科學院國家天文�、北京大學和哈爾濱工�(yè)大學(深圳),新建了太陽活動與空間天氣全國重點實驗室,重點解決國家空間天氣需求背后的�(guān)鍵科學和�(yīng)用問��
如今,子午工程不僅是國際上綜合實力最強的空間�(huán)境地基綜合監(jiān)測網(wǎng)�(luò),也成為國家空間天氣基礎(chǔ)研究的重要基�,高�(zhì)量原�(chuàng)性基�(chǔ)研究成果持續(xù)�(chǎn)��
僅過去一�,科研團隊基于子午工程與500米口徑球面射電望遠鏡“中國天眼”�(lián)合觀測數(shù)�(jù),獲得月球南極高分辨率雷達圖�,為未來月球基地選址提供科學依據(jù);在國際上首次清晰刻畫特大地磁暴的完整因果鏈�;首次將空間天氣觀測從�(wèi)�“快照”模式升級為地�“實時影像”模式;構(gòu)建中國區(qū)域自主高精度電離層預報模�,為太陽活動高年期間北斗導航定位精度的提升提供有力支�……
“固本、賦能、拓�”
面向未來,王赤用6個字概括子午工程的發(fā)展方向:固本、賦�、拓��“未來,子午工程將繼續(xù)深化建制化研�,以人才夯實根基、以人工智能(AI)釋放潛�、以全球�(wǎng)�(luò)拓展疆域�”
固本,是通過組建專職運行師隊伍、首席科學家團組,夯實建制化基礎(chǔ)研究的根基,持續(xù)強化重大科學問題牽引,主動服�(wù)國家重大需��
王赤介紹�2026�3月,子午工程二期通過國家驗收一周年之際,空間中心召開子午工程高�(zhì)量運行與�(fā)展年會,全面落實運行�(lǐng)導小組決�,加快實�(xiàn)從建�(shè)期到運行期的�(zhuǎn)型:技�(shù)線組建專職運行師隊伍,確保設(shè)施持�(xù)�(chǎn)出有重要國際影響力的自主�(shù)�(jù);科學線完善以首席科學家團組為核心的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用服�(wù)力量,聚焦子午工程的科學目標和年度科學專題開展建制化攻關(guān),面向國家重大任�(wù)和太空經(jīng)濟新�(yè)�(tài)拓展�(yīng)用服�(wù)深度與廣��
賦能,是抓住AI�(qū)動的科學研究(AI for Science)機遇,深入挖掘子午工程海量歷史�(shù)�(jù)溢出價�,以AI�(qū)動空間天氣大模型,繼�(xù)保持我國在空間環(huán)境地基監(jiān)測領(lǐng)域的國際地位�
王赤介紹,依托子午工程積累的海量科學�(shù)�(jù)寶藏,空間中心建立基于典型數(shù)�(jù)的AI-Ready空間天氣因果鏈數(shù)�(jù)集和AI�(qū)動的空間天氣大模�,打造基于AI的協(xié)同觀測與研究�(yīng)用支撐平臺,開展�(shù)智驅(qū)動的電波�(huán)境應(yīng)用研究示��
與此同時,他們還選取大型�(jiān)測設(shè)備作為AI賦能的首批應(yīng)用場�。以四川稻城圓環(huán)陣太陽射電成像望遠鏡為例,研究人員基于中國科學院磐石大模�,加快建立射電科研智能體和射電暴智能預報模型,推動太陽射電研究實�(xiàn)�“人工+�(jīng)驗驅(qū)�”�“模型+自動化驅(qū)�”的范式轉(zhuǎn)變�
拓圈,是以建制化奠定的強大基�(chǔ)為依托,以開放共享的姿態(tài),邀請世界各國共同應(yīng)對空間天氣災害的挑戰(zhàn)�
“日地空間�(huán)境的�(jiān)測與研究,從來不是一個國家能夠獨立完成的事業(yè)�”王赤�,太陽活動對地球空間�(huán)境的影響是全球性的,需要全世界科學家攜手應(yīng)��
如今,在距地�100公里以外的廣袤空�,太陽風暴仍在肆�。但王赤等中國科學家堅信,依托子午工程這張“觀天巨�(wǎng)”,有了建制化科研的聚力攻�(guān),人類應(yīng)對太�“風雨雷電”、守護地球家園的夢想,必將一步步成為�(xiàn)��
《中國科學報�(2026-05-21 �1� 要聞)