二十年天气问:从自制到全球服务

气象二十年：从无到有，服务世界

2002年6月1日，国家空间天气监测预警中心(以下简称“空间天气中心”)成立，为我国空间天气事业的发展做出了巨大贡献。20年后的今天，太空气象中心庆祝成立20周年。经过20年的建设，我国已基本建成监测、预报、服务三位一体的空间天气业务体系，初步建成天地一体的空间天气监测体系，形成了以定量预报为基础的标准化预报预警业务。应用服务效益日益显著，不断探索新的应用领域。

“天地一体化”监测网把脉太阳——

从白手起家到自主观测

11次C级小耀斑，6次M级中等耀斑，伴有日冕物质抛射.今年3月28日，被称为“李明星”的风云三号E星清晰地记录了这次太阳爆发。

每次耀斑发生时，太阳都会向地球释放大量电磁波，其能量堪比数万甚至更多的核弹同时爆炸，而日冕物质抛射产生的能量远不止于此。

“耀斑和日冕物质抛射还会引起地球空间风暴，影响航天、航空、航海、通信、能源等领域。”航天中心研究员张说：“目前，在轨的七颗风云系列气象卫星大大提高了探测能力和精度，编织了一个天基空间天气监测网络。”

时针回到一年前。2021年9月2日，我国首批由风云三号E星在太空拍摄的高精度、多波段太阳影像正式发布。这些图像的“摄影师”就是E星搭载的太阳成像观测仪器——X-EUV成像仪。这也是世界上首次将X射线和极紫外波段集成在同一台仪器上，用于监测日冕活动和捕捉太阳风暴爆发过程等。以便对太阳活动对航天、通信和导航等的影响发出预警。

这是划时代的进步。搭载地球静止轨道周围电磁环境、电离层天气、太阳活动信息等空间天气监测载荷的风云三号E星和风云四号B星为“双星”，在国内首次实现了从太阳爆发到地球空间环境响应的“全过程”自主监测。

但早在中国气象局空间天气业务开展之初，风云气象卫星搭载的空间环境监测仪器只是为了保证卫星自身的安全。自2008年风云三号A卫星发射以来，空间环境监测数据和产品已真正应用于空间天气预报服务。

相对于天基监测，地基监测在20年前还是空白。当时子午工程还处于设计阶段，其一期探测计划在我国东南沿海和中西部地区几乎没有探测设备。

目前，我国已在15个省(自治区、直辖市)建成太阳、电离层和高空大气观测站，初步形成“三带六区”地基空间天气专业网布局，综合监测能力达到国内领先水平；近1000个GPS站提供的电离层TEC监测数据已纳入中国气象局空间天气业务，形成国际领先的区域电离层监测能力。预计到2025年底，空间天气地基监测站将覆盖20个省(自治区、直辖市)；在2035年愿景中，将进一步覆盖全国。

回首往事，空间天气中心主任王劲松感慨良多：“这是一个跨越20年、天地一体的空间天气监测格局，为我国空间天气事业提供了自主可控的观测数据，让未来更加可期。”

筑牢太空活动“压舱石”——

从蹒跚学步到服务全球

4月20日9时30分左右，太阳爆发M7级耀斑，空间天气中心立即组织会商研判。

作为国际民航组织(ICAO)全球空间天气中心的值班中心，空间天气中心迅速启动三级响应，并通过民航气象中心向ICAO相关组织和业务系统发布《ICAO空间天气咨询报》。

这是中国成为值班中心以来首次发布空间天气咨询，也是中国自2021年11月16日作为第四个全球空间天气中心投入运行以来，服务全球的一次实践。

据中国气象局国际合作司副司长徐向华介绍，全球空间天气中心的建成，使中国与欧美发达国家站在了同一起跑线上，具备了深度参与国际空间天气领域相关事务的能力。

从服务中国到服务全球，背后的支撑是日益成熟的监测预报业务。20年来，中国气象局借鉴天气预报经验，形成了以定量预报为主的空间天气预报预警服务，正式发布了24种预报产品。灾害性空间天气事件的预报精度与国际水平相当。

行万里路，时光记得所有的路。2008年9月25日21时19分，随着神舟七号载人飞船进入预定轨道，空间天气中心《空间天气公报——“神舟七号”空间天气服务》在15分钟内快速释放，记录了神舟七号入轨到轨道控制和离开空间辐射强烈的南大西洋异常区域的具体时间段，并发送到北京航天控制中心。

“截至2016年10月29日，太阳活动水平较低，M级以上耀斑发生的可能性较低……”在“天宫二号”发射任务开始时，对包括空间碎片碰撞、高层大气阻力、高能带电粒子、电离层扰动等空间天气事件进行了逐一分析。完美发射后，太空天气特别报道继续。

如今，我国气象工作已逐步形成了以决策服务、专业服务、公共服务和用户培训为重点的应用服务框架。它有研发中心。d以及在轨航天器碎片预警、高能粒子环境及其辐射效应预测、中高层大气环境预测、电离层环境预测、在轨卫星空间环境监测预警等服务能力，并在一系列重要的空间活动空间气象保障服务中获奖。

面向未来跑出“加速度”——

到2025年空间天气业务能力有效提升

前不久，国务院印发《气象高质量发展纲要(2022—2035年)》，擘画出至2035年空间天气业务的发展蓝图——按照相关规划统一布局，建设空间气象观测网；发展太阳风暴、地球空间暴等空间天气灾害监测预报预警，加强空间天气中心能力建设。

20年的奋斗、摸索，积累下不少经验，也显现出一些短板弱项：太阳的部分关键谱段还缺乏观测，行星际空间探测还是空白，观测网尚未实现全国覆盖，全球监测能力还比较有限；预报要素还未覆盖整个空间天气链条，数值预报系统尚未建立；专业服务在定量化、精细化等方面存在差距，公众服务还有待全面开展；人才队伍体系还不足以支撑精细化分工。

而这些不足，也将成为空间天气中心面向未来跑出“加速度”的动力。

5月27日，中国气象局印发《空间天气业务能力提升工作方案(2022—2025年)》(以下简称《方案》)，明确到2025年，以“监测精密、预报精准、服务精细”为标志的空间天气业务能力得到有效提升，建成“全时空、多要素、多领域”的空间天气业务系统，提升天地配合、全球覆盖的空间天气观测能力，建设第一代“全链路”日地空间天气数值预报业务系统，形成面向航天、航空领域的专业服务平台，整体达到国际先进水平。

围绕提升基础监测能力，《方案》提出4项具体任务，包括提升空间天气监测规划设计能力、完善空间天气观测网、提升空间天气基础数据产品质量、构建空间天气数据集。

聚焦提升空间天气精细化预报预警能力，《方案》提出建设第一代空间天气数值预报业务系统，提升空间天气预警信息快速发布、空间天气短临(0—12小时)和短期(72小时)精准预报、空间天气中长期(4—30天)精准预测、空间气候变化定量预测及人工智能和大数据等新技术应用等能力。

针对提升空间天气服务能力，《方案》明确要发挥全球空间天气中心效能、强化综合分析决策服务、提升行业服务水平、加强空间天气科普宣传等。

聚焦强化科技创新能力，《方案》指出，将加强太阳活动对气候变化影响的研究、开展空间天气监测技术和监测数据应用研究、建设空间天气数值预报试验平台、开展空间天气灾害防御减缓理论与技术研究、加强空间天气重点实验室建设、完善空间天气监测预警标准体系等。

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