在四川成都舉行的第二屆“一帶一路”科技交流大會(huì)國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃論壇上，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心作為國(guó)際子午圈大科學(xué)計(jì)劃（International Meridian Circle Program, IMCP）牽頭單位與最新加入IMCP計(jì)劃的5個(gè)國(guó)際組織、高校和研究機(jī)構(gòu)簽署了合作協(xié)議，標(biāo)志著科學(xué)界先行發(fā)起了國(guó)際子午圈大科學(xué)計(jì)劃。
國(guó)際子午圈大科學(xué)計(jì)劃是全球首個(gè)聚焦地球空間環(huán)境系統(tǒng)性監(jiān)測(cè)的國(guó)際科學(xué)工程。該計(jì)劃依托中國(guó)“子午工程”一、二期奠定的世界領(lǐng)先地基監(jiān)測(cè)能力，聯(lián)合全球多國(guó)力量，旨在構(gòu)建沿東經(jīng)120度至西經(jīng)60度子午線閉合的“日不落”空間環(huán)境立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，破解地球空間系統(tǒng)多圈層耦合、能量傳遞及災(zāi)害關(guān)聯(lián)三大科學(xué)難題。
從“子午工程”到“國(guó)際子午圈”
“子午工程”作為我國(guó)空間科學(xué)領(lǐng)域的首個(gè)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，已歷經(jīng)兩期建設(shè)。子午工程二期沿東經(jīng)120度和100度、北緯40度和30度構(gòu)建“兩橫兩縱”監(jiān)測(cè)網(wǎng)，建成31個(gè)綜合性臺(tái)站，部署近300臺(tái)套國(guó)際先進(jìn)設(shè)備，形成了目前國(guó)際上跨度最大、探測(cè)參數(shù)最全、綜合性最強(qiáng)的地基空間環(huán)境監(jiān)測(cè)體系。
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心主任、國(guó)際子午圈大科學(xué)計(jì)劃牽頭單位負(fù)責(zé)人王赤表示，“在空間天氣天基（衛(wèi)星）監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，我國(guó)尚處研究型向業(yè)務(wù)型過(guò)渡階段。但在地基監(jiān)測(cè)方面，通過(guò)子午工程一期、二期的持續(xù)投入，我們建成了國(guó)際上最強(qiáng)大的地基監(jiān)測(cè)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了‘換道超車’。”這一堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，正是中國(guó)能夠發(fā)起國(guó)際子午圈大科學(xué)計(jì)劃的核心底氣。
東經(jīng)120度至西經(jīng)60度的全球智慧“日不落”監(jiān)測(cè)鏈
國(guó)際子午圈計(jì)劃最關(guān)鍵的創(chuàng)新布局，是沿東經(jīng)120度和西經(jīng)60度構(gòu)建兩條全球主干監(jiān)測(cè)鏈。王赤院士解釋了其深遠(yuǎn)的科學(xué)考量，“第一，這是地球上唯一能主要在陸地實(shí)現(xiàn)閉環(huán)的經(jīng)線圈，便于大規(guī)模部署地基觀測(cè)設(shè)備；二是兩地經(jīng)度相差180度，時(shí)差12小時(shí)，確保總有一個(gè)區(qū)域處于白晝，能直接監(jiān)測(cè)空間天氣的源頭——太陽(yáng)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)‘日不落’連續(xù)監(jiān)測(cè)；三是聯(lián)合沿線國(guó)家，可實(shí)現(xiàn)對(duì)地球空間從赤道到極區(qū)的全緯度覆蓋；四是經(jīng)線方向與地球磁力線走向大致重合，而空間帶電粒子運(yùn)動(dòng)受磁力線約束，沿此布局能最有效捕捉關(guān)鍵物理過(guò)程。”
主鏈之外，計(jì)劃還將在歐洲—非洲經(jīng)度約30度附近構(gòu)建一條增強(qiáng)監(jiān)測(cè)鏈，將全球重訪時(shí)間縮短至6小時(shí)。針對(duì)非洲、東南亞等監(jiān)測(cè)薄弱地區(qū)，將通過(guò)國(guó)際合作填補(bǔ)空白。
揭秘地球空間三大核心難題
國(guó)際子午圈計(jì)劃的科學(xué)目標(biāo)直指地球空間系統(tǒng)的復(fù)雜性。王赤院士將其凝練為“認(rèn)知一個(gè)系統(tǒng)、厘清兩個(gè)影響、揭秘三大難題”。
地球空間（100公里至約6萬(wàn)公里高空）是人類航天活動(dòng)的主要場(chǎng)所，也是太陽(yáng)活動(dòng)與地球內(nèi)部活動(dòng)交織作用的復(fù)雜系統(tǒng)，其中既有太陽(yáng)活動(dòng)“自上而下”的影響（如太陽(yáng)爆發(fā)引發(fā)惡劣空間天氣），也有地球內(nèi)部活動(dòng)及低層大氣“自下而上”的影響（如地震、火山、臺(tái)風(fēng)等擾動(dòng)空間環(huán)境）。
“國(guó)際子午圈計(jì)劃將破解地球空間環(huán)境從微觀到宏觀、從秒級(jí)到月際變化的全球與區(qū)域耦合規(guī)律，揭示其多要素、多時(shí)空尺度特征，揭秘太陽(yáng)劇烈活動(dòng)在日地空間的傳遞過(guò)程及轉(zhuǎn)化機(jī)制，并且探明空間天氣事件與全球氣候變化、重大自然災(zāi)害（地震、火山）的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。”太陽(yáng)活動(dòng)與空間天氣全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、國(guó)際子午圈大科學(xué)計(jì)劃科學(xué)方案工作組組長(zhǎng)張清和表示，揭秘這三大難題，可以為人類命運(yùn)共同體提供科學(xué)依據(jù)。
目前，國(guó)際子午圈大科學(xué)計(jì)劃已與36個(gè)國(guó)際組織和國(guó)外科研機(jī)構(gòu)簽署了合作協(xié)議或確定了合作意向。該計(jì)劃將至少執(zhí)行11年，完成一個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周期以上的日地空間環(huán)境探測(cè)和研究，構(gòu)建世界科學(xué)家廣泛參與和密切合作的空間天氣共同體。（“學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)”記者魏敏）