如何應對空間天氣挑戰
2024-04-11 21:43:46教育部陽光高考信息平臺
1957年人造衛星上天，人類進入空間時代。從此，人們開始意識到在陸地、海洋和大氣環境之外，存在著與人類生存發展息息相關的第四環境——日地空間環境。瞬時發生的爆發性太陽活動通常會引起日地空間環境的劇烈變化，人們稱之為空間天氣（spaceweather）。
災害性空間天氣事件會嚴重威脅衛星、通信、導航、電力等基礎設施和高技術系統，甚至危及人類的健康和生命，進而導致多方面的社會經濟損失。
美國太空探索技術公司（SpaceX）在2022年2月發射了49顆“星鏈”衛星，受到空間天氣引發的地磁暴影響，40多顆衛星在發射后不久就墜入大氣層燒毀。美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）行政主管凱瑟琳·蘇利文曾直言，“盡管人類對空間天氣的物理現象研究甚多，但人類社會在太陽風暴面前依然脆弱”。隨著人類高技術系統和航天活動的迅速發展，空間天氣已經成為影響國家安全與社會穩定的重要戰略因素之一。
�、窨臻g環境探索成為國家戰略
美國是最早開始對空間環境進行探索、開發和利用的國家，也是目前相關活動規模最大的國家，其在空間天氣的監測、研究、預報、風險規避與危害防護方面的人力和財力投入較大，在研究水平和避險技術等方面處于世界前列。近十幾年來，美國逐步將空間天氣提升為國家戰略。
2011年，奧巴馬政府發布了“國家應對”總統政策指令（PPD-8），要求建立一體化的國家能力體系并制定一系列“國家計劃框架”以應對所有災害。根據這一要求，美國國土安全部發布了《國家戰略風險評估報告》，將空間天氣確定為對國家安全有著重大潛在影響的九大自然災害之一。
2014年，美國國會參眾兩院批準成立了“空間天氣運營、研究與減災”任務工作組，正式啟動了美國國家空間天氣戰略和行動計劃的制定工作。
2015年，白宮正式發布《國家空間天氣戰略和行動計劃》，從國家層面來全面應對極端太陽風暴所帶來的威脅，空間天氣成為美國政府需要優先考慮的事項之一。
2016年，奧巴馬總統簽署了《協調努力為國家做好空間天氣事件的準備》總統行政命令，進一步強化美國聯邦政府應對空間天氣事件的目標和措施，以及各政府部門與機構的具體職責。
2019年3月，白宮發布了修訂版《國家空間天氣戰略和行動計劃》，將現有和未來的空間天氣活動統一到三大主要目標之下：加強對國家安全、國土安全以及商業資產和商業運營的保護，使其免受極端空間天氣影響；及時和準確進行空間天氣預報；制定極端空間天氣事件的應急預案。
2019年12月，美國正式成立天軍，將日地空間視為重要的作戰空間、關系空天安全——制“天”權的重要組成部分。與此同時，空間天氣保障技術成為搶占國家安全制高點的重要保障之一。
2020年，美國發布《空間天氣法案》，將應對空間天氣現象的經濟社會影響定為美國法定國家政策。隨即又發布了《太空安全的未來：美國30年戰略》，將地月空間安全納入美國空間戰略當中。
2023年12月20日，美國白宮科技政策辦公室（OSTP）發布了《國家空間天氣戰略和行動計劃的執行計劃》（以下簡稱執行計劃），該執行計劃是美國空間天氣國家戰略的重要延續，一經發布就引起國際社會的廣泛關注。
�、蛎绹掳鎴绦杏媱澮c解讀
美國拜登政府將增強空間系統的安全性和恢復能力作為空間政策的首要任務。此次發布的執行計劃旨在從國家層面為跨部門的空間天氣活動提供路線圖。通過這項工作，美國政府將進一步保障國家安全資產、關鍵基礎設施和空間運營，同時促進美國商業空間和地面活動的發展。執行計劃圍繞三大目標，提出了93條具體的措施，助力美國成為“空間天氣有備國家”。
目標一：提升國家安全、國土安全以及商業資產和業務抵御空間天氣影響的能力。進一步完善空間天氣基準，實現對空間天氣事件強度的定量評估；評估重點關鍵基礎設施系統和國家安全資產對空間天氣影響的脆弱性，并指導風險管理；對空間天氣對空間、空中和地面國家關鍵職能以及相關優先級關鍵基礎設施和國家安全系統、資產和網絡的影響進行建模；鑒定和評估頻發和極端空間天氣事件對空間任務的影響；評估空間天氣對關鍵任務的運轉和實施的影響成本；確定和優先考慮研究和開發的必要性，以增強關鍵職能和國家安全資產對空間天氣影響的安全性和彈性；測試、評估和部署技術和設備，以減輕空間天氣對關鍵功能和資產的影響；支持開發和使用標準，提高設備對空間天氣事件的恢復能力。
目標二：發展并發布準確及時的空間天氣特性和事件預報。明確地基、�；⒖栈吞旎^測所需的基本能力；確�？臻g天氣觀測平臺、能力和網絡的標準運行；支持和協調太陽物理和地球空間科學基礎研究；確定、開發和測試創新方法，以實現更強大、信息更豐富、更可靠、成本更低的評估手段；改進目前的空間天氣模型，開發更先進的空間天氣模擬技術；確定并酌情發布新的或之前未充分利用的數據集；確定將研究中的模型和觀測能力轉化為業務運營的機制；加強觀測數據在相關行業內的可獲取性和共享；提高空間天氣事件通知的時效性；與國際伙伴合作，以確保極端事件期間空間天氣產品和服務與全球協調一致；發展和完善態勢感知能力。
目標三：建立對空間天氣事件應對和恢復的計劃和程序。制定、審查和更新聯邦應對計劃、項目和程序，以應對空間天氣的影響；開發和分發關于空間天氣影響的產品和信息，以支持協同應對和恢復工作；促進信息共享，為受空間天氣影響風險最大的關鍵基礎設施的運行和恢復提供信息并予以加強；評估在空間天氣事件發生之前、期間和之后，有關指揮、暫�；蚩刂频年P鍵基礎設施運行、功能和服務的能力方面的行政和法定權限；針對空間天氣事件建立聯邦響應、重建和運行演練的計劃和程序。
Ⅲ我國空間天氣戰略的發展態勢
我國從地磁監測、電離層有限參量的監測起步，經過幾十年的發展，目前已經基本建立了針對整個日地空間的多參量監測能力，為應對空間天氣對社會經濟的影響提供了技術保障。此次美國《執行計劃》的發布，對我國空間天氣戰略發展也有深刻的啟示。
首先，建立跨部門的空間天氣事務協調機制�？臻g天氣涉及國家的多個部門，必須強化組織領導和統籌協調，整合各類創新平臺以及科研任務，構建多方支持的基礎研究和應用研發生態，與用戶部門和國內外科研力量協力攻關，實現互通互聯、互融互惠。
其次，建設天地一體化監測體系。加快立項實施以我為主的國際性空間環境地基監測計劃，強化我國在地基綜合監測領域的國際引領性優勢；聚焦日地全景，加快部署系列科學衛星任務和揭示空間天氣起源的重大科學前沿；接續推進應用衛星搭載和空間天氣監測專星任務，從源頭上破除我國對美歐國家在空間天氣天基監測數據方面的依賴，確保我國空間天氣預報保障服務自主高效。
再次，集合多方力量推動空間天氣的研究和應用事業高質量快速發展。大力提升空間天氣的基礎研究力量，強化基礎研究實現源頭突破和創新，提升空間天氣預報業務的服務能力；深化我國空間天氣領域的融合發展，同時加強知識普及和傳播。以實際行動落實“三大全球倡議”，助力和平利用外層空間、構建人類命運共同體。
