2012年10月23日，我國(guó)空間科學(xué)領(lǐng)域首個(gè)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目——東半球空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測(cè)子午鏈（簡(jiǎn)稱子午工程），在北京通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收。
“子午工程是國(guó)際上監(jiān)測(cè)空間范圍最廣、地域跨度最大、監(jiān)測(cè)空間環(huán)境物理參數(shù)最多、綜合性最強(qiáng)的地基空間環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。”驗(yàn)收專家的高度評(píng)價(jià)，標(biāo)志著歷時(shí)4年多工程建設(shè)、完成投資逾1.6億元人民幣的這項(xiàng)國(guó)家大科學(xué)工程進(jìn)入正式科學(xué)運(yùn)行階段，讓現(xiàn)場(chǎng)不少“子午人”熱淚盈眶。
三維監(jiān)測(cè)全球空間環(huán)境
空間，是除陸地、海洋、大氣之外人類面臨的第四環(huán)境，也是世界主要國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)的重要戰(zhàn)略制高點(diǎn)。在現(xiàn)代科技廣泛運(yùn)用的今天，空間環(huán)境的變化深刻影響著人類生活。
在地球表面20公里至30公里以上的中高層大氣、電離層、磁層、行星際空間和太陽(yáng)大氣所構(gòu)成的空間中，經(jīng)常發(fā)生磁暴、太陽(yáng)風(fēng)等空間災(zāi)害性事件，就像天氣變化中的狂風(fēng)暴雨一樣，不但會(huì)造成通訊中斷，還會(huì)危及航行安全。
人們不會(huì)忘記，在1989年的“魁北克事件”中，太陽(yáng)活動(dòng)所導(dǎo)致的感應(yīng)電流致使變電站被燒毀，600多萬(wàn)人在寒冷和黑暗中度過(guò)了9個(gè)多小時(shí)，造成幾千萬(wàn)美元的損失；2003年10月，SOHO等重要科學(xué)研究衛(wèi)星的探測(cè)儀器損壞，數(shù)據(jù)丟失……這些都是太陽(yáng)活動(dòng)“惹的禍”。
因此，美國(guó)科學(xué)家曾預(yù)言，人類未來(lái)面臨的最大自然災(zāi)害之一可能就是太陽(yáng)風(fēng)暴引起的電網(wǎng)崩潰。
太陽(yáng)活動(dòng)如何影響日地空間環(huán)境？如何減少災(zāi)害性空間天氣對(duì)人類的影響？這是人類迫切需要了解的問(wèn)題。
國(guó)際社會(huì)高度重視災(zāi)害性空間天氣及其影響，著力開(kāi)展空間天氣的探測(cè)和研究。地基探測(cè)具有探測(cè)方法完備、高穩(wěn)定性和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，成為國(guó)際上空間天氣探測(cè)的熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。
比如，美國(guó)在近20年建立了立體空間環(huán)境監(jiān)測(cè)體系，在地基觀測(cè)上也部署了南美地磁場(chǎng)子午線監(jiān)測(cè)鏈（SAMBA）、中大陸地磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)鏈（MCMAC）、太陽(yáng)光學(xué)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)（ISOON）等；加拿大地球空間監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CGSM）形成了對(duì)北半球高緯和極區(qū)的空間環(huán)境地基監(jiān)測(cè)網(wǎng)；日本的MagDAS計(jì)劃則是世界上規(guī)模最大、跨度最長(zhǎng)、站點(diǎn)最多的地磁監(jiān)測(cè)鏈；俄羅斯先后發(fā)射了一系列空間環(huán)境探測(cè)衛(wèi)星，獲取太陽(yáng)、行星際空間、磁層、電離層等日地空間環(huán)境監(jiān)測(cè)信息，同時(shí)建立了發(fā)達(dá)的地基臺(tái)站。
在空間科學(xué)領(lǐng)域，中國(guó)仍是新興國(guó)家。為發(fā)展空間科學(xué)，提高我國(guó)對(duì)空間天氣的認(rèn)知能力，結(jié)合我國(guó)地域特性和國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)科學(xué)家創(chuàng)造性地提出，沿我國(guó)東經(jīng)120度和北緯30度建設(shè)兩條地基觀測(cè)鏈，這就是備受國(guó)內(nèi)外關(guān)注的東半球空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測(cè)子午鏈項(xiàng)目（簡(jiǎn)稱子午工程）。
“其目的是了解我國(guó)上空這種局域性的空間環(huán)境變化規(guī)律，及其與地球系統(tǒng)全球性變化間的關(guān)系，更有效地應(yīng)對(duì)空間天氣災(zāi)害。”擔(dān)任子午工程科技委主任的中國(guó)科學(xué)院院士魏奉思表示。
子午工程緣起
提起子午工程，則要從25年前說(shuō)起。
1993年，我國(guó)著名空間物理學(xué)家魏奉思在負(fù)責(zé)起草《中國(guó)空間物理發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃建議書(shū)》時(shí)，率先提出了建立空間環(huán)境監(jiān)測(cè)子午鏈的科學(xué)構(gòu)想。
彼時(shí)，對(duì)于這一設(shè)想的提出，出現(xiàn)了兩種不同的聲音。一部分人贊同這樣的設(shè)想，還有一部分人則認(rèn)為這個(gè)設(shè)想是天方夜譚，根本不可能實(shí)現(xiàn)。
面對(duì)分歧，魏奉思始終認(rèn)為，搞研究，不應(yīng)該僅僅局限于在某個(gè)領(lǐng)域里面申請(qǐng)點(diǎn)基金，搞點(diǎn)項(xiàng)目，發(fā)點(diǎn)文章，而是要謀求學(xué)科發(fā)展，抓發(fā)展戰(zhàn)略，“科學(xué)家應(yīng)該有夢(mèng)想，如果連夢(mèng)都不敢做，那就成不了大事。”魏奉思堅(jiān)定地說(shuō)。
隨后，魏奉思了解到中國(guó)科學(xué)院正在向國(guó)家科技委報(bào)送重大科學(xué)工程計(jì)劃，于是他建議把“東半球空間環(huán)境子午圈監(jiān)測(cè)鏈”項(xiàng)目報(bào)上去。在時(shí)任中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心所長(zhǎng)姜景山等領(lǐng)導(dǎo)的支持下，我國(guó)五部委11家單位的科技專家們于1994年初起草了《子午工程建議書(shū)》，并作為附件隨同《中國(guó)空間物理發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》報(bào)送國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)（今科學(xué)技術(shù)部）。
經(jīng)過(guò)嚴(yán)格選拔，1997年6月，國(guó)家科技教育領(lǐng)導(dǎo)小組確定子午工程為國(guó)家重大科學(xué)工程。又歷經(jīng)多年的籌劃、準(zhǔn)備和推進(jìn)，2008年1月“子午工程”正式開(kāi)工建設(shè)。
子午工程由中科院牽頭，聯(lián)合教育部、工業(yè)和信息化部、中國(guó)地震局、國(guó)家海洋局、中國(guó)氣象局等七部委所屬的十二家法人單位共同建設(shè)并運(yùn)行。
作為子午工程項(xiàng)目法人，中科院國(guó)家空間科學(xué)中心總體負(fù)責(zé)子午工程建設(shè)和運(yùn)行管理工作，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中科院地質(zhì)與地球物理研究所、北京大學(xué)、中國(guó)電子科技集團(tuán)第二十二研究所、中國(guó)氣象局國(guó)家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心、中科院大氣物理研究所、中國(guó)極地研究中心、武漢大學(xué)、中國(guó)人民解放軍總參氣象水文空間天氣總站參與，幾乎凝聚了我國(guó)空間天氣和空間物理學(xué)界的所有科研工作者的力量。
7個(gè)部委，12家參與單位，15個(gè)監(jiān)測(cè)站，87臺(tái)無(wú)線電、地磁、光學(xué)、宇宙線、火箭等觀測(cè)設(shè)備，以及研究中高層大氣、電離層、磁層、行星際等不同圈層的科學(xué)家。
將所有這些都聚集到一個(gè)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目之中，在很多人看來(lái)，如何匯集、組織各科研領(lǐng)域、研究方向的科學(xué)智慧是一大難題。
確實(shí)，參加子午工程的12家單位管理機(jī)制各異，參與監(jiān)測(cè)研究所涉及不同學(xué)科，整個(gè)項(xiàng)目的調(diào)度與管理錯(cuò)綜復(fù)雜，空間中心作為項(xiàng)目牽頭單位，要組織好這些沒(méi)有行政隸屬關(guān)系的單位開(kāi)展工作，無(wú)疑是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
在迎接挑戰(zhàn)的同時(shí)，科學(xué)家們更多看到的是實(shí)現(xiàn)科學(xué)突破的機(jī)遇。“子午工程很大的特點(diǎn)就是它是一個(gè)多參數(shù)的綜合觀測(cè)體系，多參數(shù)耦合、綜合地解決科學(xué)問(wèn)題，是子午的科學(xué)目標(biāo)之一。”空間中心主任王赤表示。
空間不是一個(gè)孤立的系統(tǒng)，上面受到太陽(yáng)活動(dòng)、電磁層的擾動(dòng)，下面受到火山、地震、海嘯等地球活動(dòng)的影響。與空間大氣的分層一樣，研究空間大氣的科學(xué)家也聚集在各自的“層”。
“單個(gè)設(shè)備、單臺(tái)儀器、單個(gè)現(xiàn)象的科學(xué)研究已經(jīng)走到了盡頭，如果大家不‘交叉’，還是單打獨(dú)斗，就不需要子午工程了。”王赤說(shuō)，“培養(yǎng)科研人員多學(xué)科交叉的視野，也是子午工程以后能夠取得重大科學(xué)突破的土壤之一。”
事實(shí)上，子午工程從建設(shè)初期開(kāi)始便在不斷呼吁學(xué)科、領(lǐng)域間的交叉與交流，并從制度上加強(qiáng)建設(shè)。
中科院專門(mén)成立了由副院長(zhǎng)擔(dān)任組長(zhǎng)的子午工程項(xiàng)目建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組。同時(shí)，空間中心成立了項(xiàng)目建設(shè)工程經(jīng)理部，由時(shí)任空間中心主任吳季擔(dān)任總經(jīng)理，副主任王赤擔(dān)任項(xiàng)目總工程師。有了領(lǐng)導(dǎo)的全力支持和完善的組織保障，建設(shè)團(tuán)隊(duì)信心十足。
在深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，針對(duì)多單位聯(lián)合工作的復(fù)雜性，項(xiàng)目建設(shè)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出了“技術(shù)業(yè)務(wù)依系統(tǒng)，運(yùn)行管理按單位”的矩陣式管理模式，從而有效避免了技術(shù)和管理之間相互牽制的情況，極大地提高了管理效率。
為了使近400人的“大家庭”更有凝聚力，項(xiàng)目建設(shè)團(tuán)隊(duì)在“家規(guī)”上下了大功夫。經(jīng)過(guò)廣泛細(xì)致的調(diào)研，項(xiàng)目辦公室編寫(xiě)了《子午工程實(shí)施及管理計(jì)劃》。這份3萬(wàn)多字的“家規(guī)”，覆蓋了組織機(jī)構(gòu)、工程計(jì)劃、管理要點(diǎn)和技術(shù)規(guī)范等多方面內(nèi)容，形成了一套12家單位都能共同遵守的規(guī)范，使子午工程有了統(tǒng)一的“語(yǔ)言”。
巧妙構(gòu)建“空間長(zhǎng)城”
科學(xué)家們賦予子午工程的使命主要是探索日地空間第二大挑戰(zhàn)性問(wèn)題：太陽(yáng)上發(fā)生的擾動(dòng)如何經(jīng)過(guò)浩瀚的行星際空間傳播到地球空間，進(jìn)而如何影響地球空間環(huán)境？
具體而言，子午工程的科學(xué)目標(biāo)是了解災(zāi)害性空間天氣的變化規(guī)律；研究我國(guó)空間環(huán)境的區(qū)域性特征及其和全球特征的關(guān)系；與衛(wèi)星觀測(cè)相結(jié)合，建立空間天氣因果鏈模式，探索完善綜合性的空間天氣預(yù)報(bào)方法。
實(shí)際上，我國(guó)空間環(huán)境的地基監(jiān)測(cè)歷史悠久，但是過(guò)去的地基監(jiān)測(cè)多是單個(gè)臺(tái)站進(jìn)行孤立的監(jiān)測(cè)，沒(méi)有形成協(xié)調(diào)統(tǒng)一的觀測(cè)體系。
如今，為了實(shí)現(xiàn)這一全新的科學(xué)目標(biāo)，科學(xué)家們可謂煞費(fèi)苦心。結(jié)合空間環(huán)境的特征，他們巧妙地構(gòu)建起子午鏈：沿東經(jīng)120°子午線附近，利用北起漠河、經(jīng)北京、武漢，南至海南并延伸到南極中山站，以及東起上海、經(jīng)武漢、成都、西至拉薩的沿北緯30°緯度線附近現(xiàn)有的15個(gè)監(jiān)測(cè)臺(tái)站，建成一個(gè)以鏈為主、鏈網(wǎng)結(jié)合的，運(yùn)用地磁（電）、無(wú)線電、光學(xué)和探空火箭等多種手段，對(duì)近地空間環(huán)境進(jìn)行全面連續(xù)監(jiān)測(cè)。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是在中國(guó)境內(nèi)搭起了一座長(zhǎng)約3000公里，高達(dá)幾百公里的“空間長(zhǎng)城”，科學(xué)家可將地球表面、中高層大氣、電離層、磁層，乃至十幾個(gè)地球半徑以外的行星際空間環(huán)境一次性“盡收眼底”。
子午工程由空間環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)與通信系統(tǒng)和研究與預(yù)報(bào)系統(tǒng)組成。其中，空間環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是子午工程獲取數(shù)據(jù)的來(lái)源，可謂子午工程的“軀干”；數(shù)據(jù)與通信系統(tǒng)、研究與預(yù)報(bào)系統(tǒng)則分別是子午工程的“心臟”和“大腦”，三大系統(tǒng)相輔相成，協(xié)同工作。
與此同時(shí)，子午工程的15個(gè)觀測(cè)臺(tái)共部署了87臺(tái)監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括地磁設(shè)備、地電設(shè)備、光學(xué)設(shè)備、無(wú)線電波設(shè)備等。這些設(shè)備就像長(zhǎng)城上的瞭望臺(tái)，相互配合，對(duì)不同維度進(jìn)行鏈條式觀測(cè)。
除了測(cè)量地磁場(chǎng)、地電場(chǎng)和大氣電場(chǎng)的設(shè)備外，子午工程部署的其余監(jiān)測(cè)設(shè)備均采用遙感探測(cè)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)高空物理參量的測(cè)量，從而使子午工程的探測(cè)范圍大大拓展，從20~110千米高度的中高層大氣、60~1000千米高度的電離層，擴(kuò)展至7萬(wàn)千米高度以上的行星際空間。
與中國(guó)廣闊的領(lǐng)土相比，15個(gè)觀測(cè)臺(tái)、87臺(tái)監(jiān)測(cè)設(shè)備顯然微不足道。然而它卻以其之“小”，窺見(jiàn)地球空間環(huán)境之“大”，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間環(huán)境的360度全景觀測(cè)。
2010年6月3日，“子午工程”氣象火箭在海南探空火箭發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射，并首次采用GPS技術(shù)獲得了我國(guó)低緯度地區(qū)20～60公里高度的高精度大氣溫度、壓力和風(fēng)場(chǎng)的探測(cè)參數(shù)。
2011年5月7日，“子午工程”探空火箭成功發(fā)射，成功進(jìn)行了中國(guó)低緯地區(qū)電離層的探測(cè)和中高層大氣的探測(cè)，試驗(yàn)搭載的“鯤鵬一號(hào)”探空儀，包括雙臂探針式電場(chǎng)儀、大氣微量成分探測(cè)儀、朗繆爾探針三個(gè)科學(xué)探測(cè)有效載荷，獲取了200公里以下中高層大氣微量成分、電離層電場(chǎng)、電子濃度、離子密度等空間環(huán)境參數(shù)的原位探測(cè)數(shù)據(jù)。
4年多的艱苦卓絕的努力，終于收獲了累累碩果。2012年10月，子午工程最終通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收。但是，子午工程團(tuán)隊(duì)并不輕松，因?yàn)樗麄冞�面臨著更多前所未有的挑戰(zhàn)。
子午在行動(dòng)
建立至今，子午工程已運(yùn)行5年多，產(chǎn)生了大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)從各觀測(cè)臺(tái)站匯集到子午工程數(shù)據(jù)中心，再進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后成為更高級(jí)的科學(xué)數(shù)據(jù)，供全世界科學(xué)家使用。
這使得過(guò)去分散、單打獨(dú)斗式的研究格局正悄然發(fā)生改變。我國(guó)科學(xué)家利用子午工程的數(shù)據(jù)，已經(jīng)在空間環(huán)境圈耦合、擾動(dòng)現(xiàn)象大尺度傳播等重大科學(xué)問(wèn)題上取得顯著成就，多數(shù)研究成果都采用了多臺(tái)站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。這在子午工程建成之前是無(wú)法想象的。
當(dāng)然，除了用于科學(xué)研究之外，子午工程的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)促進(jìn)我國(guó)空間天氣預(yù)報(bào)事業(yè)的發(fā)展同樣責(zé)無(wú)旁貸。為此，子午工程專門(mén)建立了空間天氣民用預(yù)報(bào)服務(wù)平臺(tái)和軍用預(yù)報(bào)保障平臺(tái)。
另外，科學(xué)家還利用子午工程的探測(cè)數(shù)據(jù)開(kāi)展大量的預(yù)報(bào)模式研究工作，在子午工程中部署了多個(gè)空間天氣模式。
值得注意的是，子午工程的成功建設(shè)還創(chuàng)造了我國(guó)空間科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的多項(xiàng)第一：建成了我國(guó)第一個(gè)以科學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向的、分布式的網(wǎng)絡(luò)化大科學(xué)裝置；建成了我國(guó)第一臺(tái)、亞洲最先進(jìn)、探測(cè)能力達(dá)到國(guó)際頂級(jí)水準(zhǔn)的非相干散射雷達(dá)；建成了我國(guó)第一臺(tái)數(shù)字波束、可掃描式高頻相干散射雷達(dá)；建成了國(guó)內(nèi)首臺(tái)全固態(tài)數(shù)字陣列脈沖多普勒體制的MST雷達(dá)。
子午工程為建立我國(guó)以自主觀測(cè)為基礎(chǔ)的近地空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測(cè)網(wǎng)立下了汗馬功勞。2014年，子午工程建設(shè)成果獲得了中國(guó)地球物理科技進(jìn)步獎(jiǎng)（團(tuán)體獎(jiǎng)）一等獎(jiǎng)。
作為目前國(guó)際上跨度最長(zhǎng)、綜合性最高的地基空間環(huán)境監(jiān)測(cè)鏈，子午工程使我國(guó)在空間天氣領(lǐng)域的知名度和國(guó)際影響力顯著提升。
美國(guó)著名期刊Space Weather通過(guò)封面文章對(duì)子午工程進(jìn)行了專題報(bào)道，并給予高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為子午工程是一個(gè)“雄心勃勃、影響深遠(yuǎn)、非常震撼的項(xiàng)目”。國(guó)際空間科學(xué)界著名專家也對(duì)子午工程進(jìn)行了高度評(píng)價(jià)。
國(guó)際日地物理委員會(huì)主席、美國(guó)宇航局戈達(dá)德空間飛行中心資深科學(xué)家Nat Gopalswamy認(rèn)為，“來(lái)自空間天氣子午工程各個(gè)觀測(cè)臺(tái)站的數(shù)據(jù)，令人印象非常深刻，你們實(shí)現(xiàn)了對(duì)大氣各個(gè)分層情況的監(jiān)測(cè)”。
然而空間科學(xué)的發(fā)展，任重道遠(yuǎn)。子午工程只是起步，要實(shí)現(xiàn)和平利用空間、使空間成為未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要增量這一目標(biāo)，我們還有很長(zhǎng)的路要走。
描繪地基探測(cè)新藍(lán)圖
實(shí)際上，子午工程一期部署的15個(gè)綜合性監(jiān)測(cè)臺(tái)顯然不足以“應(yīng)付”中國(guó)廣袤的國(guó)土，而且子午鏈上還有新疆、西藏等多個(gè)地區(qū)仍未被覆蓋。
隨著空間天氣預(yù)報(bào)水平的不斷提升，對(duì)空間環(huán)境的精細(xì)結(jié)構(gòu)的研究與監(jiān)測(cè)有了迫切的需求。
捕小魚(yú)，需要更密的網(wǎng)。為了更好地探測(cè)和研究空間環(huán)境，科學(xué)家們建議，將子午工程的監(jiān)測(cè)臺(tái)站間距從目前的500~600千米縮小到200~300千米，同時(shí)在東經(jīng)100度和北緯40度附近增加兩條觀測(cè)鏈，和一期的觀測(cè)鏈共同形成“井”字形的探測(cè)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)國(guó)土區(qū)域的基本覆蓋，提升捕捉小尺度空間天氣現(xiàn)象能力，更加清晰地探測(cè)大尺度的現(xiàn)象。
經(jīng)過(guò)多次研究論證，科學(xué)家們提出，子午工程二期的探測(cè)重點(diǎn)應(yīng)在我國(guó)北方中緯度地區(qū)（空間天氣擾動(dòng)從極區(qū)向赤道傳播的必經(jīng)之路）、青藏高原地區(qū)（獨(dú)特的地理環(huán)境產(chǎn)生獨(dú)特的巖石圈—大氣層—電離層耦合現(xiàn)象）、海南地區(qū)（低緯度電離層異常頻發(fā)的區(qū)域）、南北兩極地區(qū)（太陽(yáng)風(fēng)進(jìn)入地球磁層的窗口，是空間天氣擾動(dòng)的重要源區(qū)）。
由于太陽(yáng)是空間天氣的源頭，因此，子午工程二期還將增加對(duì)太陽(yáng)的直接觀測(cè)設(shè)備，主要是射電望遠(yuǎn)鏡、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡等，從而將形成從太陽(yáng)到行星際空間，到地球磁層，到電離層，直至中高層大氣的全鏈條的觀測(cè)能力。
子午工程二期一提出，很快就得到了國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃部門(mén)的肯定�！秶�(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長(zhǎng)期規(guī)劃（2012~2030）》明確提出，要“建成空間環(huán)境地基監(jiān)測(cè)網(wǎng)，揭示空間環(huán)境的時(shí)間和空間變化規(guī)律，并逐步形成覆蓋更多重要區(qū)域的空間環(huán)境監(jiān)測(cè)、預(yù)警能力”。
2016年7月，在國(guó)家發(fā)改委組織的“十三五”國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施專家推薦會(huì)上，子午工程二期獲得一致推薦，成功入選《國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“十三五”規(guī)劃》。
2018年1月，子午工程二期正式立項(xiàng)，一切正在按計(jì)劃如火如荼地進(jìn)行中。
5月3日，空間中心與蘭州大學(xué)舉行簽約儀式，雙方將共建子午工程二期，工程預(yù)計(jì)將于2022年完成建設(shè)。
“蘭州地區(qū)是北緯40度和東經(jīng)110度交匯節(jié)點(diǎn)，是子午工程的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域，建立國(guó)家子午工程將使蘭州大學(xué)半干旱氣候與環(huán)境觀測(cè)站（SACOL）從當(dāng)前的地面和低層大氣觀測(cè)，向中高層大氣觀測(cè)擴(kuò)展，將大氣科學(xué)研究延伸至空間科學(xué)。”王赤表示。
子午工程二期將重點(diǎn)布局西部區(qū)域建設(shè)日地空間環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，在東經(jīng)100度、北緯40度建成橫跨國(guó)土兩橫兩縱的多種檢測(cè)設(shè)備、多站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并且覆蓋青藏高原，形成我國(guó)上空貫穿整個(gè)日地空間的多參數(shù)空間環(huán)境基本監(jiān)測(cè)能力。
子午走向世界
隨著子午工程國(guó)際影響力的不斷提升，中國(guó)“子午人”并沒(méi)有局限于自己的“圈”中，而是將目光放得更加長(zhǎng)遠(yuǎn)。
和中國(guó)一樣，像美國(guó)、加拿大、日本等一些國(guó)家都有針對(duì)性地部署地球空間系統(tǒng)監(jiān)測(cè)研究的大科學(xué)工程或科學(xué)計(jì)劃。
但是，目前國(guó)際上地球空間系統(tǒng)監(jiān)測(cè)尚未形成全球整體的監(jiān)測(cè)體系，仍有區(qū)域性和單一性等局限。而要詳細(xì)了解全球不同區(qū)域的空間環(huán)境，則需要在完整的子午圈上進(jìn)行觀測(cè)。
為此，我國(guó)的科學(xué)家創(chuàng)造性地提出，以子午工程為基礎(chǔ)和核心，通過(guò)國(guó)際合作，開(kāi)展“國(guó)際空間天氣子午圈計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱國(guó)際子午圈計(jì)劃），即將中國(guó)的子午鏈向北延伸至俄羅斯，向南延伸到東南亞相關(guān)國(guó)家及澳大利亞等，將分布于西經(jīng)60度附近的地面觀測(cè)臺(tái)站納入聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)，形成第一個(gè)也是唯一環(huán)繞地球一周的地基空間環(huán)境監(jiān)測(cè)子午圈，實(shí)現(xiàn)日夜24小時(shí)、全球緯度的同時(shí)觀測(cè)。
國(guó)際子午圈計(jì)劃的巧妙在于，利用了東經(jīng)120°/西經(jīng)60°子午圈是全球陸基觀測(cè)臺(tái)站最多的地理特征，以及許多基本的近地空間天氣過(guò)程沿子午圈發(fā)生的物理本質(zhì)。隨著地球自轉(zhuǎn)，對(duì)比兩個(gè)經(jīng)度相距180度位置上的空間環(huán)境變化，再結(jié)合空間衛(wèi)星探測(cè)，使得全面了解空間天氣全球結(jié)構(gòu)的時(shí)空變化規(guī)律成為可能。
其實(shí)，國(guó)際空間天氣子午圈計(jì)劃構(gòu)思由來(lái)已久。2002年，魏奉思就提出中國(guó)牽頭做國(guó)際空間天氣子午圈計(jì)劃的計(jì)劃。至今，該計(jì)劃已醞釀了16年。
直到2018年3月國(guó)務(wù)院印發(fā)《積極牽頭組織國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程方案》，鼓勵(lì)科學(xué)家以實(shí)現(xiàn)重大科學(xué)問(wèn)題的原創(chuàng)性突破為目標(biāo)，牽頭組織大科學(xué)計(jì)劃，推動(dòng)世界科技創(chuàng)新與進(jìn)步、應(yīng)對(duì)人類社會(huì)面臨的共同挑戰(zhàn)。
此時(shí)，才真正迎來(lái)了實(shí)施國(guó)際子午圈計(jì)劃的新機(jī)遇。“國(guó)際子午圈大科學(xué)計(jì)劃的時(shí)機(jī)成熟了。這個(gè)計(jì)劃要關(guān)注‘圈’上不同國(guó)家和地區(qū)共同關(guān)心的問(wèn)題，解決人類共同面臨的問(wèn)題。”魏奉思說(shuō)。
為了更好地實(shí)現(xiàn)科學(xué)目標(biāo)，凝聚國(guó)際智慧，國(guó)際子午圈計(jì)劃設(shè)計(jì)了“四大平臺(tái)，一個(gè)組織”的組織思路，包括協(xié)同監(jiān)測(cè)平臺(tái)、科學(xué)研究平臺(tái)、信息共享平臺(tái)、人才培養(yǎng)平臺(tái)和國(guó)際子午圈計(jì)劃組織。
這就意味著，國(guó)際子午圈不僅強(qiáng)調(diào)聯(lián)合子午圈上國(guó)家和地區(qū)發(fā)展多臺(tái)站、鏈網(wǎng)式、多學(xué)科交叉的協(xié)同監(jiān)測(cè)能力，還將建立國(guó)際子午圈信息共享和人才培養(yǎng)平臺(tái)，促進(jìn)地球空間系統(tǒng)全球行為及多圈層耦合研究，提高共同應(yīng)對(duì)地球空間傳統(tǒng)與非傳統(tǒng)災(zāi)害的能力。
作為被眾多國(guó)際同行機(jī)構(gòu)和世界著名空間科學(xué)家贊譽(yù)的“中國(guó)杰出的創(chuàng)見(jiàn)”，國(guó)際子午圈計(jì)劃一經(jīng)提出就得到廣泛認(rèn)同，并得到了俄羅斯、澳大利亞、加拿大、美國(guó)、巴西等國(guó)家相關(guān)機(jī)構(gòu)與科學(xué)家的積極響應(yīng)。
2011年，國(guó)際子午圈計(jì)劃正式列入聯(lián)合國(guó)“國(guó)際空間天氣倡議”。2012年8月，美國(guó)發(fā)布的《太陽(yáng)與空間物理十年發(fā)展規(guī)劃》將國(guó)際子午圈計(jì)劃列為兩個(gè)最重要的國(guó)際合作項(xiàng)目之一。
目前，國(guó)際空間天氣子午圈計(jì)劃（一期）已經(jīng)開(kāi)始建設(shè)。2014年8月，空間中心和巴西國(guó)家空間研究院（INPE）聯(lián)合成立了“中國(guó)—巴西空間天氣聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”和“中國(guó)科學(xué)院南美空間天氣實(shí)驗(yàn)室”，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室將主要負(fù)責(zé)西半球子午鏈的聯(lián)合觀測(cè)和數(shù)據(jù)匯交，開(kāi)展東、西半球近地空間環(huán)境的探測(cè)與研究。
在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，隨著子午工程二期的建成和國(guó)際子午圈計(jì)劃的順利實(shí)施，有助于實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)全球空間天氣聯(lián)測(cè)及共同研究，推動(dòng)國(guó)際空間研究的發(fā)展，將為人類開(kāi)啟探索空間、利用空間的新篇章�！�