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一、中国气象局开展空间天气业务建设情况简介
1.中国气象局开展空间天气业务的缘由和经过
上个世纪90年代后期,中国气象局根据国际气象探测和天气预报业务向高层空间发展的趋势,结合自身业务发展的需求,从风云系列卫星在轨安全运行的实践(1990年FY-1B姿控系统受到空间环境影响,致使卫星姿态失控),增加了对中高层大气和空间环境进行地基和天基探测的手段,并提出了开展空间天气监测预警的业务计划。
2000年8月,许小峰副局长(原监网司司长)召集董超华主任、刘玉洁、许熙等三人谈话,要求卫星气象中心尽快组织开展“空间天气监测预警的调研和筹备”工作。
2001年,海军与中国气象局联系,提出联合进行“大气-空间环境调查与空间军事环境保障系统建设”,为未来军事战争提供高精度实时的大气空间无缝隙的环境保障。经过双方努力并联合中科院与二炮,完成了项目建议书(主要参与人员:王国富、戎志国)。后种种原因未能最后立项,使得空间天气从科研向业务保障服务的发展步伐出现停顿。但中国气象局党委更加坚定了开展我国空间天气业务建设的决心,将空间天气列为中国气象局新拓展领域之一。
2002年局长会又提出:“发展中国的空间天气监测预警系统,拓展业务服务领域”。在局领导的直接指导和大力支持下,我们逐步开展了空间天气监测预警调研和研究工作。(刘玉洁、戎志国、许熙)
2002年初,中国气象局通过了国家卫星气象中心开展“空间天气监测预警示范系统”建设的可行性报告,特增设专项小型基建项目,支持空间天气业务开展(主要参与人员:张文建、刘玉洁、戎志国);同时,中国气象局向国家有关部门申请成立国家空间天气监测预警中心,并向国家计委提交进行“空间天气灾害预警系统工程”专项建设的建议书。2002年6月1日,中央机构编制委员会办公室正式批复,同意成立国家空间天气监测预警中心(与国家卫星气象中心一个机构两块牌子) (《关于中国气象局所属事业单位机构编制调整的批复》,中央编办复字[2009]45号),将中国空间天气日常业务服务使命交给了中国气象局。局科教司随即与国家卫星气象中心一起编写《中国气象局空间天气业务发展纲要》(主要编写人员:戎志国、刘玉洁),2003年初获专家评审通过。
2003年,中国气象局在气象中长期发展规划中将空间天气列为了中国气象事业的一个重要组成部分。在风云四号有效载荷设置上,增加了太阳X射线成像仪的设计,在《大气监测自动化系统二期工程》中将进行磁层、电离层监测站网的建设。2003年7月1日起,随着空间天气监测预警示范系统的建设进展,国家卫星气象中心开始了空间天气监测预警业务和服务,利用《风云二号》地球同步卫星(FY-2B)实时监测到了2003年10月28日至11月4日期间的太阳爆发及其对电离层影响的现象。通过与国外相关信息比较和分析,国家空间天气监测预警中心发布了两期《重大气象信息专报》(第39、40期)和一次总结报告(第42期),为国务院及相关部门提供了及时的空间天气监测和预警信息。
2004年7月1日,中国气象局在京召开了国家空间天气监测预警中心业务运行正式启动新闻发布会。标志着我国空间天气业务从科学研究前沿走向日常社会公益服务的前台。
2006年1月,印发的《国务院关于加快气象事业发展的若干意见》(国发[2006]3号)文件明确要求,气象部门要做好空间气象保障,加快空间天气监测预警网络建设,发展空间天气预警预报业务,提高空间天气灾害监测和空间环境变化预警能力。
2009年3月,中央编办批复中国气象局增加空间天气监测预警工作职能(《关于中国气象局机构编制调整的批复》,中央编办复字[2009]45号)。
2010年1月,国务院颁布的《气象灾害防御条例》(中华人民共和国国务院令第570号)第三十三条规定,各级气象主管机构应当做好太阳风暴、地球空间暴等空间天气灾害的监测、预报和预警工作。
2010年1月,国家发改委颁布的《国家气象灾害防御规划(2009-2020年)》明确将“构建空间天气灾害探测系统”,作为主要建设任务。
2.国家空间天气监测预警中心的任务和业务现状
国家空间天气监测预警中心从事与空间天气监测预警业务运行与服务、相关系统建设和业务应用研究。主要任务包括:
1)建立规范化的空间天气监测预警业务流程。为航天领域故障预防、通信、导航、地面设施安全和人类生活提供空间天气监测和预警业务服务;
2)建设空间天气监测预警业务系统。利用卫星和地面设备获取的太阳活动、磁层、电离层等空间环境资料,对突发性的和长期存在的恶劣空间天气进行监测与预警;
3)开展“空间天气” 业务监测技术、预警方法和预警模式研究。目前,国家空间天气监测预警中心已建立了空间天气监测预警业务流程,初步具备了根据各种空间环境探测数据监测和预警空间天气的业务能力。同时,建立了空间天气监测预警服务网站,每天更新空间天气监测预警信息,并通过因特网提供公众服务。空间天气监测预警中心充分利用国内外空间环境监测资料,特别是利用我国风云气象卫星空间环境监测仪器的资料,综合国内外有关空间天气预警预报信息,开展空间天气预警预报业务,及时为政府、社会各部门和公众提供优质服务。国家空间天气监测预警中心的网址为: http://www.spaceweather.gov.cn, 或http://202.106.103.44。
二、国内外发展概况
1.美国
1995年美国率先制定“国家空间天气战略计划”,随后又分别于1997年、2000年发布了美国“国家空间天气执行计划”的两个版本,形成长时间序列的实施计划,有力地推动了空间天气业务的发展。计划的长期目标是,要用10年的时间建立一个活跃的、相互衔接的、跨部门的系统,提供及时、准确、可靠的空间环境观测、描述和预报。重点进行预报和描述、研究、观测、建立模式、教育以及技术转化和集成等六大方面的任务,并确定了各个方面的战略优先级和美国商业部、国防部、内务部、能源部、航空航天局、自然科学基金委等联邦机构的作用和任务。
在美国空间天气计划的指导下,美国的空间天气业务在近10年中发展迅速,初步建立了较为完整的业务技术体系,空间天气服务广泛而深入。美国国家大气海洋局(NOAA)的空间环境中心(SEC)和美国空军(USAF)第55天气中队都广泛提供空间天气服务,前者的服务对象是民间用户,后者为国防部服务。
2.其它国家和地区以及国际性计划
欧洲空间局、法国、德国、英国、意大利、俄国、加拿大、瑞典、日本、澳大利亚等数十个国家都制定了空间天气起步计划。欧空局已初步开展空间天气业务,重点发展空间天气监测卫星及相关探测仪器装备、空间天气研究、空间天气预报和服务等方向。
3.我国情况
在空间天气研究领域,自“七五”以来,有关部门相继组织了有关认识日地系统基本物理过程的重大项目,取得了比较丰硕的成果。大规模的空间天气研究开始于20世纪90年代中后期,国家自然科学基金持续设置有关重大项目,支持空间天气研究。1999年国家科技部等10个部委提出“国家空间天气战略规划建议”。
20世纪90年代以来,在载人航天和“863”计划的系统支持下,中国科学院空间环境预报中心(SEPC)于1992年开始筹建,1999年投入运行。此外,中国科学院国家天文台(BAO)是我国开展太阳活动空间天气预报的主要单位,信息产业部电波传播研究所是我国开展电离层空间天气预报的主要单位,北京大学还成立了空间天气分析中心。
2003年10月,“香山论坛”首次将空间天气列为主题。中国航天局与欧洲航天局合作开发的双星计划的第一颗星于12月发射升空,第二颗星将要发射。