摘要：空间天气状况对航天、通信、导航等高技术领域的安全运行有着至关重要的影响。及时、准确的空间天气预报预警能够有效保障这些领域的稳定与安全。在此背景下，子午工程作为我国空间天气领域的首个国家重大科技基础设施应运而生，其建设对于提升我国空间天气监测和预报能力具有重大战
空间天气状况对航天、通信、导航等高技术领域的安全运行有着至关重要的影响。及时、准确的空间天气预报预警能够有效保障这些领域的稳定与安全。在此背景下，子午工程作为我国空间天气领域的首个国家重大科技基础设施应运而生，其建设对于提升我国空间天气监测和预报能力具有重大战略意义。
子午工程
一、工程定位与建设目标
子午工程致力于构建覆盖日地空间全圈层的监测网络，以此提升空间天气预报预警能力，进而保障航天、通信、导航等高技术领域的安全运行。其核心目标主要体现在以下三个方面：
全链条监测：对太阳爆发、行星际传播到地球空间响应的全过程进行追踪监测。这有助于全面了解日地空间的物理过程和能量传输机制，为准确预测空间天气变化提供基础数据。
网络化覆盖：形成对我国及两极地区的电离层、中高层大气、地磁场的协同监测。通过构建广泛的监测网络，可以获取更全面、更准确的空间环境信息，提高对空间天气变化的监测和预警能力。
精细化研究：聚焦极区、中低纬、青藏高原等区域的空间环境特征。这些区域具有独特的地理和空间环境特点，对其进行精细化研究有助于深入了解不同区域的空间天气变化规律，为针对性的空间天气服务提供支持。
二、工程阶段与核心进展
（一）子午工程一期（2008 - 2012）
该阶段布局了15个观测台站以及87台设备，沿东经120°子午线和北纬30°纬度线进行部署，成功实现了对中高层大气、电离层、磁层的连续监测。此阶段取得了一系列关键成果，例如揭示了青藏高原对大气重力波的影响以及电离层与地震活动的耦合机制等。这些成果为深入了解空间环境的物理过程和相互作用提供了重要的理论依据。
（二）子午工程二期（2019 - 2025）
新增了16个台站和195台（套）设备，形成了“一链、三网、四聚焦”的监测体系。其中，“一链”指日地空间全链条；“三网”为电离层、大气层、地磁网；“四聚焦”是极区、中纬、低纬、高原。2025年3月，该工程通过国家验收，其监测能力跃居世界领先水平，能够实时捕捉太阳耀斑、日冕物质抛射等事件。这使得我国在空间天气监测领域取得了重大突破，为保障国家空间安全提供了有力支撑。
三、标志性技术与设备突破
（一）圆环阵太阳射电成像望远镜
作为全球最大的综合孔径射电望远镜，它由313个直径6米的天线组成。该望远镜可探测太阳爆发区域及行星际传播路径，为研究太阳活动及其对地球空间环境的影响提供了重要手段。
（二）高频相干散射雷达群
分布于四子王旗、吉林、新疆等地，实现了4000公里纵深探测，能够覆盖欧亚扇区北部电离层动态。这有助于实时监测电离层的变化，为空间天气预报和通信保障提供关键数据。
高频相干散射雷达群
（三）阵列式大口径激光雷达高频相干散射雷达群
作为国际首台全季节观测设备，其信号灵敏度为同类设备的100 - 200倍，可探测200 - 1000公里高度的大气参数。该设备的研发成功，为深入研究中高层大气的物理特性和动力学过程提供了重要工具。
阵列式大口径激光雷达高频相干散射雷达群
四、应用成果与社会价值
（一）空间天气预报能力提升
成功预警了2024年5月的超级磁暴事件，并完整记录了日地环境响应过程。这些数据为卫星导航、电网安全等提供了重要的支撑，有助于降低空间天气灾害对相关领域的影响。
（二）航天与国防保障
监测数据被用于神舟系列飞船发射窗口的选择，有效降低了空间辐射对航天器的影响，保障了航天任务的顺利进行。同时，对于国防领域的空间安全保障也具有重要意义。
（三）极区与全球监测网络
香港、四子王旗等新增站点强化了对大湾区、北极航道的空间环境服务。这有助于保障这些区域的海上交通、通信等活动的安全，促进区域经济的发展。
五、国际合作与未来规划
（一）国际子午圈计划（IMCP）
推动全球沿东经120°和西经60°子午线布设监测网，并建立跨国数据共享机制。这有助于加强全球空间天气监测的合作与交流，提高全球空间天气研究的水平。
（二）智能化升级方向
未来将结合AI技术优化数据处理效率，发展天地一体化监测体系，深化军民融合应用。这将进一步提升子午工程的监测和预报能力，拓展其应用领域。
子午工程通过两期建设，实现了从局部监测到全球覆盖、从单一参数到多圈层耦合的技术跨越。其成果不仅有力支撑了我国空间科技的自立自强，更为全球空间天气研究贡献了中国方案。未来，需重点关注太阳活动高峰期的监测预警以及技术衍生应用，如自动驾驶导航校准等。同时，应进一步加强国际合作，推动空间天气研究的不断发展，为保障全球空间安全和经济社会的可持续发展做出更大贡献。
来源：北京小汤山医院
