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项目概况

地球空间是人类航天活动、空间开发利用及空间军事活动的主要区域,是与人类活动息息相关的第四生存环境。作为日地关系和空间天气预报的科学基础,基于物理的空间天气数值建模是极富挑战的综合性、基础性和前瞻性的前沿课题。

本项目基于“十一五”国家重大科技基础设施项目——子午工程和国家重大空间探测项目——双星计划的自主探测数据,结合国际地基与天基探测,拟解决以下关键科学问题:揭示空间天气事件在日地复杂系统的传播、演化、及耗散的整体变化过程,各空间区域之间耦合关系和日地空间天气连锁变化过程及其规律,特别是全球背景下120°E子午链上空地球空间天气变化的基本物理过程,探究我国上空空间天气局域性特征与全球变化特征的关系。

本项目的总体目标:利用十年左右的时间,建立起基于物理规律的具有自主知识产权的第一代空间天气数值预报模式,初步实现太阳爆发事件在日地系统的传播、演化及耗散的整体变化过程的定量化描述,并进行系统化的空间天气数值预报试验。为了解行星际扰动对地球空间环境的影响和空间天气预报提供科学基础和技术支撑。

本项目开展基于物理的地球空间天气数值预报模式的研究,主要内容包括三个部分,下设相互配合、密切相关的六个课题:

第一部分:影响和控制地球空间天气的日地基本耦合过程与建模

课题1:太阳大气-行星际耦合物理过程与建模研究

课题2:太阳风-磁层耦合物理过程与建模研究

第二部分:地球空间120°E子午链基本物理过程与建模

课题3:磁层-电离层耦合物理过程与建模研究

课题4:120°E子午链上空电离层响应和应用模式

课题5:120°E子午链上空临近空间响应和应用模式

第三部分:模式集成与预报

课题6:空间天气数值模式集成与预报试验

本项目研究团队来自中科院空间科学与应用研究中心、地质与地球物理研究所、测量与地球物理研究所、中国科学技术大学、北京大学、武汉大学、山东大学、长沙理工大学、中国极地研究中心等科研单位,以及空间天气应用服务部门(中科院空间环境研究与预报中心、中国气象局国家卫星气象中心),拥有我国空间天气建模和预报的优势队伍,其中国家杰出青年基金获得者10人。

本项目符合指南中重要科学前沿领域的“基于国家重大科学工程开展的前沿科学研究”方向,经费概算2900万元。


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