空間天氣學重點實驗室

作為依託單位中國科學院空間科學與套用研究中心的重要研究單元，面向世界科技前沿和國家需求，進行空間物理和空間天氣學基礎和套用基礎研究。實驗室積極牽頭國家重大任務，引領國內空間物理和空間天氣學科發展，參與國際科技競爭，開展國內外學術交流，對學科發展方向產生重要影響，聚集和培養國際一流優秀人才，建設國內外空間天氣研究的先進公用平台。成為一個體現國家形象和水平的空間天氣的國際研究中心。2009年1月，實驗室順利通過建設驗收，成為國家重點實驗室的正式一員。

基本介紹

• 中文名：空間天氣學重點實驗室
• 國別：中國
• 屬性：國家重點實驗室
• 建設驗收時間：2009年1月

歷史沿革

空間天氣學重點實驗室的前身是1993年成立的“中國科學院日球物理數值開放研究實驗室”，於1994年12月批准正式對外開放。1999年空間中心經過對空間物理相關分支學科的整合，組建“中國科學院空間天氣學開放研究實驗室”，進入中國科學院知識創新工程試點重點實驗室。 2001年中國科學院通知更名為“中國科學院空間天氣學重點實驗室”。2005年4月作為院重點實驗室參加地學科學國家和部門重點實驗室評估，被評為優秀類實驗室。2006年7月科技部批准新建空間天氣學國家重點實驗室。2009年1月，實驗室順利通過建設驗收，成為國家重點實驗室的正式一員。

定位和主要研究方向

1957年人造衛星上天，人類進入空間時代。人們開始認識到除了固體、海洋和大氣環境外，還存在與人類的生存發展息息相關的空間環境。在這個由太陽大氣、行星際、地球磁層、電離層和中高層大氣所組成的日地系統的空間環境中，常常出現給地面、空間技術系統的運行、可靠性以及人類健康和生命帶來嚴重危害的條件或狀態，人們把這種由太陽活動引起的高度動態的短時間尺度的條件變化，稱之為空間天氣。廣義的空間天氣也包括了太陽系空間環境的變化。空間天氣的研究具有重大的科學意義和套用前景。日地系統的空間環境是地面上無法模擬的天然實驗室，是自然科學原創性新發現的重要區域。同時它是人類生存發展的重要活動場所，衛星、通信、導航、氣象、資源、海洋利用和減災防災等領域都因它而獲益；另一方面，太陽活動巨大能量和物質拋向地球，引起空間環境發生災害性變化，對高技術系統和國防安全構成越來越嚴重的威脅。正是由於人類社會面臨發展高科技以及國家安全的巨大需求，空間天氣研究90年代後期開始迅速成為國際科技活動的熱點和重大前沿領域之一。進入21世紀，我國面臨發展高科技、實現國防現代化，建設世界強國的歷史重任。溫家寶總理2009年11月3日在《讓科技引領中國可持續發展》的講話中中指出“要大膽探索空間…有效進入並和平利用空間”。減輕和避免空間災害、建設空間天氣保障體系成為一種緊迫的國家需求。2006年中國發布的《國家中長期科學與技術發展規劃綱要》將“太陽活動對地球環境和災害的影響及其預報”列為基礎研究的科學前沿問題之一。空間天氣和空間環境的研究是國家自然科學基金委地學部的優先支持領域之一。“十二五”期間及其不遠的未來，我國將有大量的各種套用衛星上天，載人航天、探月工程等重大航天活動已經規劃到2030年，空間天氣保障需求日益迫切。國家在空間科學事業的發展和航天、通訊等高科技領域的保障要求兩方面都對空間天氣的研究提出了強烈的需求。

實驗室總體定位

實驗室作為依託單位的重要研究單元，面向世界科技前沿和國家需求，進行空間物理和空間天氣學基礎和套用基礎研究。實驗室積極牽頭國家重大任務，引領國內空間物理和空間天氣學科發展，參與國際科技競爭，開展國內外學術交流，對學科發展方向產生重要影響，聚集和培養國際一流優秀人才，建設國內外空間天氣研究的先進公用平台。成為一個體現國家形象和水平的空間天氣的國際研究中心。

主要研究方向

空間災害性天氣及其對人類的影響。

主要研究目標

1. 以天基和地基探測為支撐，在空間天氣學研究的前沿領域基本弄清災害性空間天氣過程的物理規律，形成空間天氣連鎖過程的整體性理論框架，取得有國際影響的原創性研究成果。
2. 實現將空間天氣基礎研究成果向套用的轉化，初步建立以物理預報為基礎的綜合預報方法，為航天、通信、導航等高科技領域的發展以及需要提供有關的科學基礎；
3. 發展空間天氣探測新概念、新原理、新方法，開發天基空間天氣探測技術。

地位與作用

實驗室是我國空間科學領域第一個國家重點實驗室實驗室，提出了我國第一個真正意義上的科學衛星計畫－－“雙星計畫”，實驗室劉振興院士是“雙星計畫”首席科學家，雙星計畫取得了一批創新性的研究成果，獲得了許多科學發現，如磁尾電漿片中的大尺度振盪，太陽風中的離子密度空洞，持續數小時的脈衝調製磁重聯和中子星的殼層破裂等，提出了新的亞暴鋒面理論。雙星計畫與歐洲空間局星簇計畫聯合團隊獲得了2010年度國際宇航科學院的傑出團隊成就獎（The Laurels Team Achievement Award），雙星計畫還榮獲2010年度國家科學技術進步獎一等獎。實驗室首先提出“東半球空間環境地基綜合監測子午鏈（簡稱子午工程）”，聯合全國有關部委十餘個單位共同推進“子午工程”的立項，完成了建設項目申請書、可研報告和初步設計報告，國家發改委已將“子午工程”作為“十一五”國家重大科技基礎設施項目批准建設，為我國空間環境地基監測網的建設邁出了歷史性的一步。在國家重大航天計畫——夸父計畫、中俄聯合火星探測計畫推動中起到了重要作用。負責了國防科工委“十一五空間科學發展規劃”的空間物理與太陽系探測領域，基金委－中國科學院“至2020空間科學學科發展規劃”，中科院“至2050我國空間科技發展路線圖”研究的空間科學部分、“我國空間天氣十年計畫”、負責建議和組織實施國家自然科學基金委“十一五”重大項目和“十一五”地球科學部優先發展領域日地空間環境和空間天氣，極大推動了學科的發展。實驗室的相關戰略發展的建議2010年還得到了中央領導的批示。
實驗室近五年來主持了基金委重大項目2項，重點項目5項，基金委創新研究群體1個，是國內空間物理和空間天氣領域唯一主持基金委重大項目和創新研究群體的單位。五年來取得了一批具有重要國際影響的原創性科研成果, 利用雙星－Cluster的研究成果，被評選為2006年中國資源環境研究領域四項重大進展之一， 列為位歐洲空間局Cluster計畫重大成果（Top story）。通過國際合作發表《自然》文章2篇，獲得歐空局Cluster突出貢獻獎、何梁何利獎、中國青年科技獎等多個獎項。實驗室積極牽頭推進“國際空間天氣子午圈”計畫，在國際主要學術組織擔任重要職位，代表中國參加“國際日球物理年”等重大國際科技合作計畫。實驗室是我國空間天氣領域具有國際競爭實力，為推動我國空間天氣事業發展具有重要領頭作用的一個優秀的研究集體。

人才隊伍

實驗室人才隊伍規模不斷擴大，固定科研人員從2005年的28人發展目前的60餘人，成立了從太陽大氣到地球空間的不同空間區域，從數據分析到數值模擬、理論研究不同研究手段的8個創新團組，相互配合，協同攻關。目前實驗室擁有中科院院士2名，研究員14名，千人計畫人才1名，國家傑出青年科學基金獲得者5名和中國科學院“百人計畫”入選者3名，外國專家特聘研究員2名。基金委創新群體1個。

公用平台

實驗室擁有15萬億次/秒的高性能計算設備，雙星-Cluster計畫和子午工程的數據中心，短波長輻射定標實驗室。實驗室還建有
海南空間天氣國家野外科學觀測站、廣州、北京（延慶、興隆）野外台站。海南站建於1987年，位於我國海南省，屬低緯地區，地磁坐標為178.950 E，8.10 N，處於電離層“赤道異常”北駝峰區的南側，多發各種包括不規則結構在內的電離層現象，是進行低緯地區中高層大氣和電離層探測與研究的綜合性地基空間環境觀測站，也是“子午工程”在低緯地區的重要綜合觀測站，在我國低緯地區空間環境監測中起著非常重要的作用，是國際參考電離層的基準站之一。海南站與中國科大、海南大學、解放軍理工大學等高校開展合作，成為本科生與研究生實習教學的基地。海南站是一個集探測、科研和人才培養的綜合基地，2007年進入國家野外台站序列。

室徽

室徽的主題是太陽活動對地球空間的影響（即空間天氣 Space Weather）。圖案反映了空間天氣研究的不同空間區域：太陽－行星際－地球空間，和空間天氣過程因果鏈：災害性空間天氣事件由太陽活動驅動，在行星際空間傳播，最終對地球技術系統和人類活動產生影響。日地空間的聯繫由空間天氣 Space Weather 的首字母 S、W 變形而成，S 象徵太陽風的流動和日球電流片，W 則再現了行星際日冕物質拋射事件和地球空間相互作用後的可能形狀。