PDF《2019 年度国家科学技术奖提名项目公示内容》

五、应用情况及效益 1.应用情况 子午工程自

2012 年10 月转入正式运行,截至

2018 年6月,积 累观测数据 11TB.数据应用于电离层、中高层大气、地磁等空间天 气前沿研究以及空间天气预报业务, 取得了一批科学发现和应用成果. 具体科学发现和应用成果主要表现在以下几个方面: (1)对空间天气扰动传播和演化规律的新认知.空间天气扰动大多 从高纬向低纬地区传播,子午工程的观测追踪到非常罕见的从低纬 (南)向高纬(北)传播的电离层大尺度行进扰动(LSTID) . (2)揭示我国

120 度子午线上空间环境的区域特征.利用激光雷达 的数据首次发现我国区域中高层大气热层中的金属钠层;

利用探空火 箭及测高仪等数据,首次在东亚低纬度地区实地探测到了电离层 E-F 谷区,填补了这方面研究的空白. (3)揭示不同圈层耦合的关键环节和物理过程.子午工程多类设备 的联合探测发现,磁暴期间电离层与等离子体层发生了物质交换,表 明电离层对等离子体层具有物质调控作用;

在2011 年日本大地震期 间,子午工程监测到由地震产生的特殊类型的电离层强烈扰动,为岩 石圈-大气层-电离层之间的能量耦合提供了新的有力证据. (4)开拓空间天气影响我国高铁、电网的研究新领域.对地磁感应 电流 (GIC) 的研究成果在高铁、 电网等设施中具备潜在的应用价值. (5)中国气象局国家空间天气监测预警中心利用子午工程观测数据 开展日常预报业务,并为神舟九号、神舟十号、天宫、嫦娥、风云系 列卫星的发射提供空间天气预报服务. (6)中国人民解放军

61741 部队利用子午工程观测数据为军事航天 发射、卫星运行安全、测控管理等任务提供了电离层、地磁以及中高 层大气实况、产品等信息支援,以及空间天气分析产品.特别是,利 用子午工程数据建立并驱动的针对我国南部地区的电离层模型, 为我 军提供优良的电离层 TEC、临界频率等预报保障服务,如图

1 所示. 图1利用子午工程海南数字测高仪、 GPS-TEC 监测仪数据建立并驱动 的电离层模型对我国南部区域电离层临界频率(foF2)的24 小时预 报(7)中科院空间环境研究预报中心主要利用子午工程的地磁观测数 据和电离层 TEC 观测数据,开展日常空间天气预报.利用子午工程数 据建立并驱动的中国区域电离层 TEC 同化模型和地磁 K 指数模型性能 优越.在天宫一号再入任务的空间环境预报服务中,子午工程地磁指 数支持每日两次提供轨道预报的空间环境参数,包括地磁 Ap 指数和 Kp 指数的预报,实现了安全可靠的服务效果. 主要应用单位情况表 1. 中科院地质与地球物 理研究所? 探测数据? 科学研究?

2012 年~现在? 胡连欢/13811758463 2. 武汉大学?

2012 年~现在? 尹凡/18971550407? 3. 山东大学?

2012 年~现在? 张清和/18263118932 4. 中国科学技术大学?

2012 年~现在? 薛向辉/13855190180 5. 北京大学?

2012 年~现在? 张东和/18618394993 6. 中科院国家空间科学 中心? 火箭探测技 术,相控阵 雷达技术? 两项

863 课题?

2013 年、2017 年? 燕春晓/13671248165 7. 中科院自动化研究所? 数字信号处 理器技术? 民用及导弹 引导装置? 2011.7~现在? 王迎龙/18511890389? 8. 中国地震局地壳应力 研究所? 郎缪尔探针 技术? 电磁试验卫 星?

2017 年~现在? 申旭辉/13911055642 9. 国家卫星气象中心? ? 民用空间天 气预报?