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子午工程:感知空间天气的触手
2014年07月18日

  7月16日,在2014中国科协夏季科学展的科学讲坛上,中国科学院空间科学与应用研究中心的陈志青博士向公众介绍了我国正在开展的重大科学工程——子午工程。

  众所周知,太阳活动有周期性变化,地球表面20公里以外的空间,经常发生磁暴、太阳风等空间灾害性事件。历史上曾发生过了多次太阳风暴对人类活动产生的重大影响。被称为卡林顿事件的1859年的太阳风暴,造成了北半球的电报系统几乎完全瘫痪。1989年的又一次太阳风暴导致加拿大魁北克省电网瘫痪,造成了几千万美元的损失。2013年7月22日,美国卫星捕捉到了一次“超级太阳风暴”。巨大的爆发导致日冕物质以大约每秒3000公里的速度从太阳喷发出来。此次爆发的时间如果提前9天,那么喷发出的日冕物质将直接撞击地球,将会产生自太空时代以来最严重的地磁暴,强度可与卡林顿事件相比拟,估计损失将高达数万亿美元。太阳风暴还有可能造成卫星运行、通信、导航以及电站输送网络的崩溃,还会危及航行其间的航天器和航天员的安全。

  为了了解我国空间环境灾害性天气变化规律,应对太阳风暴带来的灾害性天气事件,保证卫星的安全,我国科学家1993年提出了建设子午工程的设想。1997年6月,子午工程被确定为国家重大科学工程。

  我国科学家沿东经120度子午线,北起漠河,经北京、武汉,南至海南并延伸到南极中山站;沿北纬30度纬度线,东起上海,经武汉、成都,西至拉萨,建立由15个监测台站组成的以链为主、链网结合的空间环境监测网络。这个监测系统——东半球空间环境地基综合监测子午链,更为人们所熟知的名字是子午工程。

  陈志青博士说,子午工程的科学目标是认知空间环境的全球结构以及我国空间环境的区域性特征。为了实现这个目标,子午工程在15个综合性台站部署了87台探测设备。这些设备按照探测方法和探测对象的不同,可以分为地磁地电探测设备、光学探测设备、无线电探测设备等,被称为地磁(电)探测之“手”、无线电探测之“手”、光学探测之“手”。子午工程建设过程中,已监测到了多次太阳风暴事件,从探测数据清晰地看到太阳风暴对磁层、电离层、中高层大气的影响。

  陈志青博士自豪地谈到,在子午工程的基础上,我国还推动了以我为主的重大国际科技合作——国际空间天气子午圈计划,将中国的子午链向北延伸至俄罗斯,向南延伸到澳大利亚,并将分布于西经60度附近的地面观测台站纳入联网观测,形成了唯一一个能绕地球一周的地基空间环境子午圈。目前该计划已经得到了圈上绝大部分国家的响应。2012年,子午工程通过了国家验收。

  可能有人会说,太阳风暴不就是对卫星这类高技术系统造成影响吗,我们象古代人一样生活就可以了。陈志青博士在讲座中谈到,我们应该把目光放远一点,目前是地球的磁场和大气保护了人类,但有研究表明,地磁场在过去200年中减弱了15%。如果哪天地磁场消失了,人类的麻烦也许就来了。

  陈志青博士强调,子午工程对于充分发挥中国地域优势,获取气球和卫星都无力探测的低电离层、热层区域的环境数据,了解中国上空空间天气变化规律并进行预报,都有极其重要的科学意义和应用价值。
 

  信息中心供稿

责任编辑:尹莉华