今年8月23日16時，作為國際民航組織（ICAO）全球空間天氣中心當值中心的國家空間天氣監測預警中心（以下簡稱「空間天氣中心」），圓滿完成了第三次值班任務。
2021年，空間天氣中心接到來自ICAO的「offer」，這是中國民航氣象領域第一個全球中心，也是中國氣象局第二個世界級業務中心。這一來自國際社會的邀約，是對空間天氣中心二十年來篤行不怠、踔厲奮發的巨大肯定。特別是黨的十八大以來，在監測、預報、服務上，空間天氣中心持續發力、成果斐然。
完善天地一體化空間天氣監測格局
2012年，空間天氣中心首個中高層大氣綜合觀測網建成；2013年，太陽磁場望遠鏡建成；2016年，新一代靜止氣象衛星風雲四號A星成功發射，其空間監測載荷具備多向粒子、磁場、表面差異和絕對電位、深層電位探測等功能；2017年，風雲三號D星成功發射，裝載全球導航衛星掩星探測儀、廣角極光成像儀和電離層光度計，空間天氣監測範圍和能力得到較大提升；2019年，太陽色球望遠鏡建成，形成東西接力、互為備份的太陽觀測布局，成為國內太陽接力觀測跨度最大的業務觀測系統；2021年，風雲三號E星的太陽X射線極紫外線成像儀獲取我國首幅天基太陽監測圖像……
十年來，空間天氣中心不斷完善天地一體化監測站網。在天基監測方面，在軌運行的7顆風雲衛星上，共計10類設備、26台（套）儀器全部實現在線業務，探測要素覆蓋高中低能粒子、粒子輻射效應、空間磁場、電離層電子密度及廓線、氣輝、極光、太陽X射線流量和圖像、太陽極紫外線圖像，圈層覆蓋熱層、電離層、磁層和太陽，實現日地空間因果鏈「全過程」自主觀測。在地基監測方面，以氣象監測與災害預警工程為基礎，已初步形成「三帶六區」地基空間天氣專業網布局，合計達84台（套）設備，綜合監測能力達到國內領先水平。針對電離層監測，充分利用GPS/MET台網進行大空間覆蓋的電離層TEC觀測，不同渠道建設的近千個GPS觀測站提供的電離層TEC監測資料，已實時進入中國氣象局空間天氣業務，具備國際領先的區域電離層業務監測能力。
新疆溫泉太陽磁場望遠鏡 圖/國家衛星氣象中心
搭建全鏈路智能化數值預報系統
相較於天氣預報，空間天氣預報起步較晚。對標我國氣象發展歷程，空間天氣預報事業正處在「創業發展階段」轉向「快速發展階段」的關鍵時期。目前，空間天氣中心已具備對太陽活動、磁層、電離層等日地空間關鍵區域的關鍵要素做出長期、中期、短期預報以及預警和現報的能力，具備自動化與人工干預相結合的綜合數據分析及初步的定量化分析能力與模式預報能力，定期發佈空間天氣日報、周報、月報和年報等常規預報產品，不定期發佈現報或警報，並根據用戶需求開發定製專屬產品。
經過十年來不斷打磨提升，空間天氣整體預報準確率與國際水平相當。在參數預報上，2011年以來，中國氣象局的Ap（地磁擾動強度）指數和F107（太陽輻射通量）指數的24小時預報準確率已連續11年優於同期美國空間天氣預報中心的預報。在事件預報上，基於氣象領域常用的TS評分法，M級耀斑24小時預報評分和小地磁暴預報評分均優於美國，大地磁暴預報評分與美國相當。
但上述基於經驗預報的預報業務始終存在對空間天氣事件預報準確性較低等問題。數值預報是氣象業務的核心與基礎，對於空間天氣預報也不例外。要想實現精準預報，創新與改革、推動發展數值預報系統是必經之路。
創新，全新領域開疆拓土。在天地一體化監測站網支撐下，2019年，空間天氣中心着手搭建我國第一代空間天氣「全鏈路」初級數值預報業務平台，打造全新的智能化空間天氣預報業務系統。目前，系統框架設計和需求分析已通過評審，團隊將不斷完善，將大數據技術、機器學習和深度學習等人工智能方法，全面應用到預報建模和分析中，不斷提升空間天氣的定量化預報水平。
改革，整合資源協同攻關。如何更大程度地聚合部門內外力量，對制約空間天氣預報發展的痛點、難點協同攻關？空間天氣中心已從機制體制改革入手。今年1月，國家空間天氣預報台改建為空間天氣預報台和空間天氣技術研發室，一改往日單兵作戰的局面，藉助國家衛星氣象中心的資源和力量，優化與重構業務運行架構，使其融入衛星氣象大平台。
形成專業化全球空間天氣服務體系
「截至2016年10月29日，太陽活動水平低，爆發M級以上耀斑的可能性低……」「天宮二號」發射任務伊始，包括空間碎片碰撞、高層大氣阻力、高能帶電粒子以及電離層擾動等在內的空間天氣專報就被送到決策部門。隨着航天事業不斷發展，空間天氣預報服務也在開疆拓土，不斷挖掘新的預報要素，以滿足航天事業的新需求。
十年來，空間天氣中心不斷優化專業化空間天氣服務業務格局，有力保障航天、航空等專業領域安全，助力防災減災救災，服務國民經濟社會發展。
2021年11月16日，空間天氣中心正式加入ICAO全球空間天氣中心值班序列，主要負責全球空間天氣的監測、預報和民航空間天氣基礎產品製作，為全球民航安全飛行提供保障。這也標誌着中國空間天氣已深度參與到國際空間天氣領域相關事務，掌握國際空間天氣領域話語權。
空間天氣中心還不斷創新宣傳科普方式，擴大科普覆蓋面，開通中國天氣網空間天氣頻道、空間天氣微博以及空間天氣微信公眾號，並依託業務與平台優勢，利用空間天氣網站、中國氣象科技展廳等，向公眾實時展示空間碎片、航空輻射等相關專業知識，填補了國內科普產品的空白……這一系列舉措，使空間天氣不再是遠在天邊的空中樓閣，它慢慢向公眾揭開了神秘面紗。
發展不止，奮鬥不息。4月28日，國務院印發《氣象高質量發展綱要（2022—2035年）》，高位部署，精準指導，要求發展太陽風暴、地球空間暴等空間天氣災害監測預報預警，加強空間天氣中心的能力建設。立足新發展階段，空間天氣中心將錨定目標，繼續書寫高質量發展新篇章。
中國氣象局宣科中心（中國氣象報社） 出品
作者：張藝博
編輯：張琳皓 谷星月 宛霞
審核：段昊書
