探测太空风云变幻 这一科技设施为何命名为“子午工程”？

今天（21日），面向空间天气研究的国家重大科技基础设施——子午工程二期顺利通过国家验收，与子午工程一期组成了世界最大的空间环境地基综合监测网，将显著提升我国空间天气预报预警能力。子午工程二期通过国家验收，标志着子午工程从建设阶段正式进入到科学运行的阶段，我国空间环境地基监测能力跃居世界领先地位。

为何命名为子午工程？

作为中国空间天气领域的首个国家重大科技基础设施，为什么命名为“子午工程”？探测太空的风云变幻，为什么要在地面上建设如此大规模的空间环境监测网呢？一起来看专家的介绍。

*中国科学院院士 子午工程二期总指挥 王赤：*我们研究空间天气的现象，更多的是要研究空间的带电粒子，带电粒子是要受磁场控制的，沿着磁力线传播。在地球上，磁力线基本上是沿着子午线、沿着经线来分布。所以我们要沿着磁力线、沿着子午圈来布局台站，所以我们称之为子午工程。

王赤院士介绍，空间天气监测主要分为天基和地基监测两种方式。天基探测多采用卫星等飞行器在空中进行探测，既能实现遥感探测，也能通过就位探测实现身临其境。但受到轨道、重量、功耗、寿命的种种限制，天基探测远不能满足时空变化极为复杂的空间环境研究的需要。

*中国科学院院士 子午工程二期总指挥 王赤：*地基有地基的优势，首先连续的，第二个可操控，因为我们在地面上比较容易，第三个它是可信，最后还比较便宜。天基的探测和地基的探测相互补充，可以共同构建我们国家空间天气的天地一体化的综合监测体系，可以大幅提升我们国家空间天气的一个保障的能力。

“超级CT”如何扫描捕捉太空风云变化？

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

太阳爆发时，第一轮到达地球的有肉眼看不到的紫外线、x射线，也有可见光，尽管太阳辐射的增加不会对地球造成太大影响，人们甚至也难以察觉，但子午工程的诸多设备却能敏锐察觉到太阳的异常。比如位于云南丽江的光谱成像日冕仪，它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加。

*中国科学院国家空间科学中心副主任 子午工程中心主任 李晖：*它提前几天就可以看到这种光学的扰动，给太阳风到达地球留下了一个反应的时间，看到这个信号所有的预报员就严阵以待，随时关注CME（日冕物质抛射）爆发的传播和演化。

当第一轮的强光被探测到后，子午工程运控中心就会调集相关设备扫描太阳，寻找“事发区域”。但太阳距离地球有1.5亿公里，这么远的距离搜索一小块耀斑区域并不容易，这时位于四川稻城的圆环阵太阳射电成像望远镜就会发挥作用——313个直径6米的天线，像向日葵一样同时面向太阳，形成虚拟超大口径的望远镜。

*中国科学院国家空间科学中心研究员 子午工程二期总工程师 徐寄遥：*它可以告诉我们太阳爆发的区域是在什么地方，它抛射出来是什么样子，马上就可以对整个空间天气做预警。

多设备接力配合 实现太阳到地球立体监测

圆环阵望远镜只能监测从太阳表面外5个太阳半径左右的空间，太阳与地球间的距离大概相当于200多个太阳半径，太阳抛射的物质再往外会如何行进，是否会影响地球？子午工程怎样获取更多信息？

*中国科学院国家空间科学中心研究员 子午工程二期总工程师 徐寄遥：*太阳可以无时无刻爆发，但是因为有行星际的磁场等，还有太阳的旋转，会使得整个抛射物在运行当中是一个曲线的形式，不是所有的都能打到地球上，到了后边，就要用到行星际闪烁望远镜来捕捉，从太阳表面到地球1.5亿公里的行程当中到底发生了什么。经过一系列的计算，就知道大概日冕物质抛射速度是多少，方向是什么样子，是不是冲我们来的，就可以进行预报。

当日冕抛射物质进入近地空间，更多子午工程的地面设备开展协同探测，比如在海南三亚有非相干散射雷达对低纬地区的电离层进行观测，此外还有采用光学、地磁等不同手段，比如位于新疆、内蒙古、吉林的中纬高频雷达，位于海南儋州的阵列式大口径激光雷达等大科学装置。

*中国科学院院士 子午工程二期总指挥 王赤：*有中高层大气、有电离层、有磁层，我们对于地球空间的不同圈层也要进行监测。子午工程就实现了从太阳活动到行星际空间，一直到地球空间，不同的圈层空间天气一个综合监测。