“今天是3月21日，子午工程二期通过了国家验收，‘321，齐步走’，从今天开始，子午工程所有的282台套设备将同步启动，共同做好空间环境监测、研究、预报、预警工作。”

3月21日中午，在国家重大科技基础设施——空间环境地基综合监测网（子午工程二期）正式通过国家验收后，子午工程中心主任、中国科学院国家空间科学中心副主任李晖在接受《中国科学报》采访时如是说。

子午工程二期是国家发展改革委批复建设的“十三五”国家重大科技基础设施之一，也是我国建成的国际首个覆盖日地空间全圈层的综合性空间环境地基监测设施。

“我们已经建成了国际上覆盖范围最广、监测要素最全、综合能力最强的空间环境地基监测网，有31个综合性台站、96个站点、282台套设备，目的是监测太阳与地球之间的空间环境变化。”李晖说。

子午工程利用地基监测日地空间环境。中国科学院国家空间科学中心供图

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从“十”到“井”

太阳与地球之间的空间被科学家称为“日地空间”，它是人类开展航天活动、开发利用空间的主要区域，也是继陆、海、空环境之后人类生存的“第四环境”。在高科技设备日渐增加后，人们的日常生活越来越明显地受到空间环境的影响。

“比方说，太阳风暴会引起电离层扰动，干扰卫星通信，使车载导航的精度受到影响，那么，人们在开车时跟着导航就有可能走错路。”李晖说。

更严重的空间天气灾害还会导致卫星失效、通信中断、电网瘫痪等，威胁国家安全与民生基础设施。

“子午工程二期就是对从太阳到地球磁层、电离层、大气层的空间环境进行监测、研究和预报、预警。”李晖说。

子午工程分为一期与二期。一期工程开工建设于2008年，2012年通过国家验收，沿东经120°子午线和北纬30°，布局了15个观测台站、87台套不同类型的监测设备，呈“十”字形分布，可以连续监测地球表面20公里到几百公里高度的中高层大气、电离层和磁层，以及十几个地球半径以外的行星际空间。

二期工程于2019年11月开工建设，将一期原本的“十”字形扩建为“井”字形，沿东经100°、120°和北纬30°、40°布局了16个观测台站、195台套监测设备。

“目前子午工程一期和二期已融合运行。所谓‘融合’，是指监测区域、设备、数据的融合。未来，282台套设备的所有观测数据都将汇集在一起，进行统一研判、综合分析。”李晖说。

子午工程综合信息与运控中心滚动更新282台套设备的数据。倪思洁摄

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科研人员对空间环境情况进行实时监控。倪思洁摄

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从“有”到“强”

“子午工程一期时，我们‘从无到有’探索出一条有组织的监测路径，采用的大多是成熟的小型设备。子午工程二期期间，我们‘从有到强’走出了一条独立自主的道路，自主研制了圆环阵太阳射电成像望远镜等一系列标志性的设备。”李晖说。

圆环阵太阳射电成像望远镜位于四川省甘孜藏族自治州稻城县，又名“千眼天珠”。“这是全球最大的综合孔径射电望远镜，连续稳定监测时的最大视场达到10个太阳半径，实现了太阳射电成像与频谱观测，以及日冕射电活动的三维层析。”“千眼天珠”主任设计师阎敬业说。

此外，位于海南省儋州市的阵列式大口径激光雷达，是国际首台可以实现全季节观测的阵列式大口径激光雷达，探测高度为200至1000公里，信号灵敏度是国际同类设备的100至200倍。

位于海南省三亚市、文昌市、儋州市的三站式非相干散射雷达，是全球探测能力最强的相控阵非相干散射雷达，可以实现上千公里电离层的CT扫描、具备3分量成像探测能力。

位于新疆和静县、内蒙古四子王旗、吉林省龙井市的中纬高频雷达，填补了国际超级双极光雷达网监测空白，实现南北纵深超4000公里、东西跨度超10000公里的亚洲扇区中高纬度电离层环境的连续监测。

位于内蒙古锡林郭勒盟明安图镇的行星际闪烁监测望远镜，是我国首台专门用于行星际闪烁监测的射电望远镜，其接收面积比国际上最大的行星际闪烁监测望远镜多6%，太阳风三维结构反演能力居于国际先进水平。

子午工程二期总工程师徐寄遥介绍，子午工程二期由中国科学院国家空间科学中心牵头，联合8个部门的15家单位协同攻关完成，技术指标达到国际先进水平。

子午工程二期大型监测设备之圆环阵太阳射电成像望远镜。中国科学院国家空间科学中心供图

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子午工程二期大型监测设备之行星际闪烁监测望远镜。中国科学院国家空间科学中心供图

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从中国到世界

中国科学院国家空间科学中心的怀柔园区里有一栋“子午楼”，这是子午工程综合信息与运控中心的所在地，也是空间环境预报中心和国际空间环境服务组织中国区域警报中心的所在地。

每天，位于一楼的运控中心里，大屏幕实时滚动着来自282台套设备传回的数据。一旦出现空间环境事件，位于三楼的预报中心将马上通过网站、客户端、手机APP、手机短信、微博、微信公众号等渠道公开预报、预警信息。

太阳活动与空间天气全国重点实验室副主任罗冰显介绍，子午工程二期为我国空间天气预报和预警服务，提供了关键的自主数据输入。

“子午工程二期已经连续获取空间环境观测数据，并对外提供数据共享服务，持续产出系列成果。”罗冰显说。

2024年5月，地球遭遇了一次超级磁暴事件。当时，子午工程二期正值试运行期间，监测系统发出预报预警信息，并完整记录了日地空间环境对太阳活动响应的全过程。

这些监测数据，为人类理解太阳活动、日地关联等提供了一手数据。截至目前，利用子午工程二期的监测数据，科研人员已发表科技论文96篇，获批专利等48项。

李晖介绍，子午工程正在吸引全球科学家开展合作研究。同时，中国科学家还以子午工程为基础，率先提出并主导实施国际子午圈大科学计划，目标是建立陆地最完整的东经120°至西经60°子午圈监测链，实现对日地空间环境全纬度、全天候、日不落的立体观测，破解太阳风暴、地球磁场变化等全球性挑战难题，为应对空间天气灾害、和平利用空间、在外空领域推动构建人类命运共同体提供科学依据。

子午工程二期部分科研人员合影，左起分别为罗冰显、徐寄遥、李晖、阎敬业。倪思洁摄

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