作为依托单位
中国科学院空间科学与应用研究中心的重要研究单元,面向世界科技前沿和国家需求,进行空间物理和空间天气学基础和应用基础研究。实验室积极牵头国家重大任务,引领国内空间物理和空间天气学科发展,参与国际科技竞争,开展国内外学术交流,对学科发展方向产生重要影响,聚集和培养国际一流优秀人才,建设国内外空间天气研究的先进公用平台。成为一个体现国家形象和水平的空间天气的国际研究中心。
历史沿革
空间天气学重点实验室的前身是1993年成立的“
中国科学院日球物理数值开放研究实验室”,于1994年12月批准正式对外开放。1999年空间中心经过对空间物理相关分支学科的整合,组建“中国科学院空间天气学开放研究实验室”,进入中国科学院
知识创新工程试点重点实验室。 2001年中国科学院通知更名为“中国科学院空间天气学重点实验室”。2005年4月作为院重点实验室参加地学科学国家和部门重点实验室评估,被评为优秀类实验室。2006年7月科技部批准新建
空间天气学国家重点实验室。2009年1月,实验室顺利通过建设验收,成为
国家重点实验室的正式一员。
定位和方向
1957年
人造卫星上天,人类进入空间时代。人们开始认识到除了固体、海洋和大气环境外,还存在与人类的生存发展息息相关的空间环境。在这个由太阳大气、行星际、
地球磁层、
电离层和中高层大气所组成的日地系统的空间环境中,常常出现给地面、空间技术系统的运行、可靠性以及人类健康和生命带来严重危害的条件或状态,人们把这种由太阳活动引起的高度动态的短时间尺度的条件变化,称之为
空间天气。广义的空间天气也包括了太阳系空间环境的变化。空间天气的研究具有重大的科学意义和应用前景。日地系统的空间环境是地面上无法模拟的天然实验室,是自然科学原创性新发现的重要区域。同时它是人类生存发展的重要活动场所,卫星、通信、导航、气象、资源、海洋利用和减灾防灾等领域都因它而获益;另一方面,太阳活动巨大能量和物质抛向地球,引起空间环境发生灾害性变化,对高技术系统和国防安全构成越来越严重的威胁。正是由于人类社会面临发展高科技以及国家安全的巨大需求,空间天气研究90年代后期开始迅速成为国际科技活动的热点和重大前沿领域之一。进入21世纪,我国面临发展高科技、实现国防现代化,建设世界强国的历史重任。温家宝总理2009年11月3日在《让科技引领中国可持续发展》的讲话中中指出“要大胆探索空间…有效进入并和平利用空间”。减轻和避免空间灾害、建设空间天气保障体系成为一种紧迫的国家需求。2006年中国发布的《国家中长期科学与技术发展规划纲要》将“太阳活动对地球环境和灾害的影响及其预报”列为基础研究的科学前沿问题之一。空间天气和空间环境的研究是国家自然科学基金委地学部的优先支持领域之一。“十二五”期间及其不远的未来,我国将有大量的各种应用卫星上天,载人航天、探月工程等重大航天活动已经规划到2030年,空间天气保障需求日益迫切。国家在空间科学事业的发展和航天、通讯等高科技领域的保障要求两方面都对空间天气的研究提出了强烈的需求。
实验室总体定位
实验室作为依托单位的重要研究单元,面向世界科技前沿和国家需求,进行空间物理和空间天气学基础和应用基础研究。实验室积极牵头国家重大任务,引领国内空间物理和空间天气学科发展,参与国际科技竞争,开展国内外学术交流,对学科发展方向产生重要影响,聚集和培养国际一流优秀人才,建设国内外空间天气研究的先进公用平台。成为一个体现国家形象和水平的空间天气的国际研究中心。
主要研究方向
空间灾害性天气及其对人类的影响。
主要研究目标
1. 以天基和地基探测为支撑,在空间天气学研究的前沿领域基本弄清灾害性空间天气过程的物理规律,形成空间天气连锁过程的整体性理论框架,取得有国际影响的原创性研究成果。
2. 实现将空间天气基础研究成果向应用的转化,初步建立以物理预报为基础的综合预报方法,为航天、通信、导航等高科技领域的发展以及需要提供有关的科学基础;
3. 发展空间天气探测新概念、新原理、新方法,开发天基空间天气探测技术。
地位与作用
实验室是我国空间科学领域第一个国家重点实验室实验室,提出了我国第一个真正意义上的科学卫星计划--“双星计划”,实验室
刘振兴院士是“双星计划”首席科学家,双星计划取得了一批创新性的研究成果,获得了许多科学发现,如磁尾等离子体片中的大尺度振荡,太阳风中的
离子密度空洞,持续数小时的脉冲调制磁重联和中子星的壳层破裂等,提出了新的亚暴锋面理论。双星计划与欧洲空间局星簇计划联合团队获得了2010年度
国际宇航科学院的杰出团队成就奖(The Laurels Team Achievement Award),双星计划还荣获2010年度
国家科学技术进步奖一等奖。实验室首先提出“
东半球空间环境地基综合监测子午链(简称子午工程)”,联合全国有关部委十余个单位共同推进“子午工程”的立项,完成了建设项目申请书、可研报告和初步设计报告,国家发改委已将“子午工程”作为“十一五”国家重大科技基础设施项目批准建设,为我国空间环境地基监测网的建设迈出了历史性的一步。在国家重大航天计划——夸父计划、中俄联合火星探测计划推动中起到了重要作用。负责了国防科工委“十一五空间科学发展规划”的空间物理与太阳系探测领域,基金委-中国科学院“至2020空间科学学科发展规划”,中科院“至2050我国空间科技发展路线图”研究的空间科学部分、“我国空间天气十年计划”、负责建议和组织实施国家自然科学基金委“十一五”重大项目和“十一五”地球科学部优先发展领域日地空间环境和空间天气,极大推动了学科的发展。实验室的相关战略发展的建议2010年还得到了中央领导的批示。
实验室近五年来主持了基金委重大项目2项,重点项目5项,基金委创新研究群体1个,是国内空间物理和空间天气领域唯一主持基金委重大项目和创新研究群体的单位。五年来取得了一批具有重要国际影响的原创性科研成果, 利用双星-Cluster的研究成果,被评选为2006年中国资源环境研究领域四项重大进展之一, 列为位欧洲空间局Cluster计划重大成果(Top story)。通过国际合作发表《自然》文章2篇,获得欧空局Cluster突出贡献奖、
何梁何利奖、
中国青年科技奖等多个奖项。实验室积极牵头推进“国际空间天气子午圈”计划,在国际主要学术组织担任重要职位,代表中国参加“国际日球物理年”等重大国际科技合作计划。实验室是我国空间天气领域具有国际竞争实力,为推动我国空间天气事业发展具有重要领头作用的一个优秀的研究集体。
人才队伍
实验室人才队伍规模不断扩大,固定科研人员从2005年的28人发展目前的60余人,成立了从太阳大气到地球空间的不同空间区域,从数据分析到数值模拟、理论研究不同研究手段的8个创新团组,相互配合,协同攻关。目前实验室拥有中科院院士2名,研究员14名,
国家杰出青年科学基金获得者5名和中国科学院“百人计划”入选者3名,外国专家特聘研究员2名。基金委创新群体1个。
公用平台
实验室拥有15万亿次/秒的高性能计算设备,双星-Cluster计划和子午工程的数据中心,短波长辐射定标实验室。实验室还建有
海南空间天气国家野外科学观测站、广州、北京(延庆、兴隆)野外台站。海南站建于1987年,位于我国海南省,属低纬地区,
地磁坐标为178.950 E,8.10 N,处于电离层“赤道异常”北驼峰区的南侧,多发各种包括不规则结构在内的电离层现象,是进行低纬地区中高层大气和
电离层探测与研究的综合性地基空间环境观测站,也是“子午工程”在低纬地区的重要综合观测站,在我国低纬地区空间环境监测中起着非常重要的作用,是国际参考电离层的基准站之一。海南站与中国科大、海南大学、解放军理工大学等高校开展合作,成为本科生与研究生实习教学的基地。海南站是一个集探测、科研和人才培养的综合基地,2007年进入国家野外台站序列。
室徽
室徽的主题是
太阳活动对地球空间的影响(即空间天气 Space Weather)。图案反映了空间天气研究的不同空间区域:太阳-行星际-地球空间,和空间天气过程因果链:灾害性空间天气事件由太阳活动驱动,在
行星际空间传播,最终对地球技术系统和人类活动产生影响。日地空间的联系由空间天气 Space Weather 的首字母 S、W 变形而成,S 象征太阳风的流动和日球电流片,W 则再现了行星际
日冕物质抛射事件和地球空间相互作用后的可能形状。