2025年6月12日,在四川成都举行的第二届“一带一路”科技交流大会国际大科学计划论坛上,国际子午圈大科学计划(IMCP)牵头单位中国科学院国家空间科学中心与最新加入该计划的5个国际组织、高校和研究机构签署了合作协议,这标志着科学界先行发起了国际子午圈大科学计划。 计划提出背景地球空间是人类航天、通信、导航等高技术活动以及空间开发利用的主要区域,被称为与人类生存和发展息息相关的“第四环境”。受太阳活动影响,地球空间环境会产生突发、频繁的剧烈变化,甚至引发非传统的自然灾害,即空间天气。而要应对空间天气这一全球性难题的挑战,亟待联合全球空间天气监测与研究力量,聚焦影响空间天气的基本物理过程和变化规律的重大科学问题,开展联合科学攻关。 计划目标和任务总体目标:面向国际空间天气科学前沿,面向人类航天活动的应用需求,通过国际科技合作,以子午工程为基础,建立陆地最完整的东经120°到西经60°子午圈主要监测链,扩展形成全球一体化的多学科、多要素探测网络,实现对日地空间环境全纬度、全天候、日不落的立体观测。结合天基探测,深入研究地球空间环境特征和变化规律,揭示其受太阳爆发和地球活动双重驱动的机制,构建国际子午圈数据驱动的空间天气大模型和高精度预报产品,为应对全球空间天气灾害、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。科学目标:认知地球空间系统;厘清来自太阳活动自上而下的影响和来自地球系统自下而上的影响;揭秘空间环境全球与典型区域的多要素、多时空尺度特征和变化规律,太阳爆发在日地空间的传播和演化,空间天气与全球变化以及地球自然灾害的关系这三大难题。主要任务:揭示地球空间环境要素全球变化特征和区域特征,解决地球空间物质与能量耦合途径与机理难题,链接地球空间天气变化的“源头”与“通道”,建立岩石圈—大气层显著活动向上进入地球空间的理论方法,开发地球空间天气精细化数智预报模式。 计划实施基础今年3月,由中国科学院国家空间科学中心牵头建设的国家重大科技基础设施——子午工程二期正式通过国家验收,建成了国际上综合实力最强的空间天气地基区域监测网络,为我国上空的空间环境探测和保障提供了连续、可靠的监测数据。子午工程由我国科学家在1993年提出,一期沿东经120度附近和北纬30度附近部署了15个观测台站,建设了87台(套)不同类型的监测设备,已于2012年正式运行。子午工程二期在一期基础上,新增了16个台站、195台(套)监测设备。 计划实施安排国际子午圈大科学计划将至少执行11年,完成一个太阳活动周期以上的日地空间环境探测和研究,构建世界科学家广泛参与和密切合作的空间天气共同体。为实现科学目标,计划拟成立“IMCP国际组织”,整体协调和推进国际子午圈大科学计划的实施,完成“开展创新研究、组织协同监测、共享数据信息、深化合作交流”等四大任务。目前,国际子午圈大科学计划已与36个国际组织和国外科研机构签署了合作协议或确定了合作意向。
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