探測太空風雲變幻 這一科技設施為何命名為“子午工程”？

今天（21日），面向空間天氣研究的國家重大科技基礎設施——子午工程二期順利通過國家驗收，與子午工程一期組成了世界最大的空間環境地基綜合監測網，將顯著提升我國空間天氣預報預警能力。子午工程二期通過國家驗收，標誌着子午工程從建設階段正式進入到科學運行的階段，我國空間環境地基監測能力躍居世界領先地位。

為何命名為子午工程？

作為中國空間天氣領域的首個國家重大科技基礎設施，為什麼命名為“子午工程”？探測太空的風雲變幻，為什麼要在地面上建設如此大規模的空間環境監測網呢？一起來看專家的介紹。

*中國科學院院士 子午工程二期總指揮 王赤：*我們研究空間天氣的現象，更多的是要研究空間的帶電粒子，帶電粒子是要受磁場控制的，沿着磁力線傳播。在地球上，磁力線基本上是沿着子午線、沿着經線來分佈。所以我們要沿着磁力線、沿着子午圈來佈局台站，所以我們稱之為子午工程。

王赤院士介紹，空間天氣監測主要分為天基和地基監測兩種方式。天基探測多采用衞星等飛行器在空中進行探測，既能實現遙感探測，也能通過就位探測實現身臨其境。但受到軌道、重量、功耗、壽命的種種限制，天基探測遠不能滿足時空變化極為複雜的空間環境研究的需要。

*中國科學院院士 子午工程二期總指揮 王赤：*地基有地基的優勢，首先連續的，第二個可操控，因為我們在地面上比較容易，第三個它是可信，最後還比較便宜。天基的探測和地基的探測相互補充，可以共同構建我們國家空間天氣的天地一體化的綜合監測體系，可以大幅提升我們國家空間天氣的一個保障的能力。

“超級CT”如何掃描捕捉太空風雲變化？

太陽爆發威力巨大，由於噴發出的能量和物質速度不同，會對地球形成多輪打擊。被喻為地面“超級CT”的子午工程，是如何調動各種設備及時捕捉太空中的天氣變化，作出預報預警的呢？

太陽爆發時，第一輪到達地球的有肉眼看不到的紫外線、x射線，也有可見光，儘管太陽輻射的增加不會對地球造成太大影響，人們甚至也難以察覺，但子午工程的諸多設備卻能敏鋭察覺到太陽的異常。比如位於雲南麗江的光譜成像日冕儀，它可以在強烈的太陽背景輻射中過濾掉雜波，找到太陽耀斑爆發時可見光波段光線的增加。

*中國科學院國家空間科學中心副主任 子午工程中心主任 李暉：*它提前幾天就可以看到這種光學的擾動，給太陽風到達地球留下了一個反應的時間，看到這個信號所有的預報員就嚴陣以待，隨時關注CME（日冕物質拋射）爆發的傳播和演化。

當第一輪的強光被探測到後，子午工程運控中心就會調集相關設備掃描太陽，尋找“事發區域”。但太陽距離地球有1.5億公里，這麼遠的距離搜索一小塊耀斑區域並不容易，這時位於四川稻城的圓環陣太陽射電成像望遠鏡就會發揮作用——313個直徑6米的天線，像向日葵一樣同時面向太陽，形成虛擬超大口徑的望遠鏡。

*中國科學院國家空間科學中心研究員 子午工程二期總工程師 徐寄遙：*它可以告訴我們太陽爆發的區域是在什麼地方，它拋射出來是什麼樣子，馬上就可以對整個空間天氣做預警。

多設備接力配合 實現太陽到地球立體監測

圓環陣望遠鏡只能監測從太陽表面外5個太陽半徑左右的空間，太陽與地球間的距離大概相當於200多個太陽半徑，太陽拋射的物質再往外會如何行進，是否會影響地球？子午工程怎樣獲取更多信息？

*中國科學院國家空間科學中心研究員 子午工程二期總工程師 徐寄遙：*太陽可以無時無刻爆發，但是因為有行星際的磁場等，還有太陽的旋轉，會使得整個拋射物在運行當中是一個曲線的形式，不是所有的都能打到地球上，到了後邊，就要用到行星際閃爍望遠鏡來捕捉，從太陽表面到地球1.5億公里的行程當中到底發生了什麼。經過一系列的計算，就知道大概日冕物質拋射速度是多少，方向是什麼樣子，是不是衝我們來的，就可以進行預報。

當日冕拋射物質進入近地空間，更多子午工程的地面設備開展協同探測，比如在海南三亞有非相干散射雷達對低緯地區的電離層進行觀測，此外還有采用光學、地磁等不同手段，比如位於新疆、內蒙古、吉林的中緯高頻雷達，位於海南儋州的陣列式大口徑激光雷達等大科學裝置。

*中國科學院院士 子午工程二期總指揮 王赤：*有中高層大氣、有電離層、有磁層，我們對於地球空間的不同圈層也要進行監測。子午工程就實現了從太陽活動到行星際空間，一直到地球空間，不同的圈層空間天氣一個綜合監測。