子午工程：探秘人类生存发展的“第四环境”(2)

事实上，“第四环境”并非孤立存在的。地磁圈和地球表面岩石圈、水圈，以及地球大气层、电离层一直在相互发生耦合作用。各个圈层之间相互作用的机理，也一直是国际学术界关注的前沿科学问题。

地壳板块剧烈运动产生的扰动，可以沿着磁场向上通过大气层传到电离层，形成整体波动现象。“比如，日本发生了一次大的地震，地震波如何传播到电离层，电离层会有什么样的反应，电离层的反应又是如何反馈到磁层的？”王赤介绍，利用多学科交叉的探测手段，在认识不同圈层耦合的关键环节和物理过程方面，子午工程也取得了重要的进展。

此外，子午工程还大幅提升了我国在国际空间科学领域的地位与影响力。2012年8月发布的《美国太阳与空间物理十年发展战略规划》中将以子午工程为基础的国际子午圈计划列为重要的大型国际合作项目。

为航天活动保驾护航

在基础研究领域取得进展的同时，子午工程还为我国航天活动如天宫一号、神舟八号、神舟九号的发射，以及交会对接等任务提供了大量的数据支撑服务。

和地球天气一样，空间环境也常常会出现一些突发的、灾害性的空间天气变化，有时会使卫星运行、通信、导航和电力系统遭到破坏。

以航天系统为例，一旦发生灾害性空间天气，会导致数天内恒星定位系统无法工作，影响姿态控制；航天器表面充放电事件频发，引起控制信号紊乱；太阳能电池严重退化甚至毁损等。

因此，及时准确的空间天气预报，对航天活动的重要性不言而喻。据介绍，基于子午工程等重大设施，研究团队围绕空间天气物理过程、预报模式等取得了一批原创性成果，初步构建了我国空间天气数值预报模式，为载人航天、探月工程等提供了及时、高效的空间天气预报服务。

天宫二号发射前，中科院空间环境研究预报中心开展了为期半年的天宫二号发射窗口安全期预报，对太阳黑子数、质子事件等进行了长期预报。在天宫二号发射至神舟十一号飞船顺利返回地面的过程中，工作人员24小时不间断进行空间环境监测，每天提供3次预报产品。针对交会对接任务高精度的轨道预测需求，提供空间环境参数预报产品。

“提供高精度、高时变的空间天气数值预报是我们努力的方向。在国际空间环境服务机构的16个区域预警中心里，我们的综合预报能力位居前列。”王赤说。

建成运行6年多来，子午工程围绕科学目标和支撑应用方面取得的进展令王赤感到欣慰。今年2月，子午工程二期项目获得了国家发改委的可行性研究报告批复，目前正在进行初步设计工作。