空间天气对人类活动的影响。图片由中国气象局提供
太阳风暴与空间天气。图片由中国气象局提供
太阳风暴和空间天气现象对地球上的许多活动有着深远的影响，包括日常生活和高科技领域。太阳风暴是太阳表面发生的一种强烈的磁场活动，能够释放大量的带电粒子和辐射，这些带电粒子和辐射在到达地球时，可能会对地球的磁场和大气层产生影响，进而影响地面的技术系统和活动。
空间天气则是指太阳活动引起的近地空间环境状态，包括太阳风、宇宙射线、磁暴、电离层扰动等现象。这些现象对地球上的通信、导航、电力系统等都可能产生干扰，特别是对航天活动、卫星运行和火箭发射等有着直接的影响。
为了应对这些潜在的影响，空间天气预报变得尤为重要。中国气象局在20世纪90年代末开始了空间天气业务试验，积累了宝贵的经验。2002年，国家空间天气监测预警中心成立，标志着中国在空间天气领域迈出了重要的一步。2004年，该中心正式开展空间天气业务，为国内相关领域提供专业的监测和预警服务。
2021年11月16日，国际民航组织全球空间天气中心的揭牌，进一步强化了空间天气服务的国际合作和全球服务能力。该中心致力于提供全球民航业所需的空间天气服务，以保障航空飞行的安全。
空间天气预报的准确性对于预防和减轻太阳风暴及其它空间天气事件对人类活动的影响至关重要。通过监测太阳活动、地球磁场变化和大气层中的扰动，科学家们可以预测潜在的空间天气事件，并及时发出预警，帮助相关部门和行业采取应对措施，减少可能的损失和风险。
从2002年建成至今，我国已基本建成“天地一体化”的空间天气监测格局。但空间天气是什么？怎么预报？对人类有什么影响？
空间天气是什么
太阳爆发活动及其所引发的空间环境变化
太阳爆发活动及其所引发的空间环境变化是空间天气研究的核心内容。太阳作为太阳系的中心恒星，其活动对地球附近的空间环境有着深刻的影响。
太阳风是太阳持续释放的带电粒子流，主要由电子、质子和重离子组成。这些粒子以极高的速度穿越太阳系，对地球的磁场、电离层和热层产生影响。地球的磁场、电离层和热层共同构成了地球的空间环境，它们对地球上的通信、导航、电力系统等技术系统至关重要。
太阳活动并非总是平静的。在太阳活动周期中，太阳会经历平静期和爆发期。在平静期，太阳风的速度较慢，密度较低，变化平缓，没有显著的爆发活动。而在爆发期，太阳风的速度加快，密度增大，温度升高，可能会伴随着耀斑和日冕物质抛射（CMEs）等剧烈的太阳活动。这些活动可以在短时间内释放巨大的能量，对地球的空间环境造成显著的扰动。
太阳的这些爆发活动及其引发的空间环境变化，统称为空间天气。空间天气的变化可以对人造卫星、空间站、通信系统、能源网络以及人类健康产生严重影响。例如，强烈的太阳活动可能会干扰卫星通信，损害卫星电子设备，甚至对宇航员的健康构成威胁。
空间天气的概念最早可以追溯到20世纪中叶。1957年，《科学新闻》上的一篇文章首次提到了“空间天气”一词。随后，美国气象局和其他机构开始研究空间天气预报，并在1967年将这一概念正式纳入技术报告中。自20世纪60年代后期以来，“空间天气”一词逐渐被广泛接受和使用。
为了更好地监测和预测空间天气，各国建立了空间天气监测预警系统。例如，中国气象局在2002年成立了国家空间天气监测预警中心，并在2004年开始正式开展空间天气业务。2021年，国际民航组织全球空间天气中心的成立，标志着空间天气服务的国际合作和全球服务能力的提升。
空间天气预报对于保护地球上的技术系统和人类活动至关重要。通过监测太阳活动和太阳风的变化，科学家可以预测空间天气事件，并及时发出预警，帮助相关部门和行业采取应对措施，减少可能的损失和风险。随着太空探索和利用的快速发展，空间天气预报的重要性将越来越凸显。
空间天气研究什么
主要监测和研究太阳相关参数
如同地球天气中的风霜雨雪等气象要素一样，空间环境中也存在着可以探测的环境参数，只不过换成了粒子、磁场、电磁波等参量。与地面气象探测相比，空间天气监测有何不同？
据国家空间天气监测预警中心研究员黄聪介绍，一是范围更大，从监测距地面20~30公里高度的中高层大气往上直至太阳表面的活动区；二是对象复杂，既要监测中高层大气中的温度、密度、速度等流体力学参数，也要监测电离层、磁层和行星际以及太阳表面的粒子、场和温度等等离子体参数。
“空间天气监测的手段也多种多样。”黄聪说，对于电磁波，可以使用光学遥感和无线电手段来观察；对于磁场，采用磁通门或磁阻技术来感知；对于粒子，可以用半导体或静电分析仪的手段来监测。
