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我们出门远行、搭乘航班，最先关心的就是天气。晴雨冷暖、风雷云雾，直接决定我们的出行是否顺畅。人类探索太空、开展星际航行，同样需要关注“天气”。只是这种天气不在地面，而在日地之间，也就是空间天气。对普通人而言，空间天气看不见、摸不着，却时刻在变化。未来人类乘坐飞船奔赴深空，空间天气就是必须重点考量的出行环境。而在地球上，我们最直观、最能代表空间天气的自然现象，就是绚丽的极光。
很多人以为极光只出现在挪威、阿拉斯加等高纬度地区，这确实是常态。但当太阳发生剧烈爆发活动时，极光会向低纬度移动，我们北京也有机会见到红色极光。2014年，金山岭长城上空就曾出现罕见的红色极光，这正是一次强烈太阳活动带给地球的视觉信号。极光的幕后“总指挥”，正是距离地球1.5亿公里的太阳。
太阳的“喷嚏”是什么？
大家熟悉物质的三态，即固态、液态、气态。但在太阳外层大气，温度高达百万摄氏度，极端高温让物质彻底电离，形成由正、负带电粒子组成的等离子体，也就是物质的第四态。极高的温度让粒子拥有极快的运动速度，足以挣脱太阳引力，源源不断向外奔跑，形成常年吹拂整个太阳系的太阳风。太阳风速度可达每秒数百公里，两三秒就能飞完上海到北京的距离，时刻吹拂着地球。
地球拥有天然磁场，就像一把守护人类的巨型保护伞。太阳风持续吹拂，将地球向阳面磁场向内压缩，背阳面磁场被拉伸成长长的磁尾。太阳风中的带电粒子会沿着磁力线沉降到南北两极，撞击高层大气中的氧原子、氮原子，最终幻化出五彩极光。极光颜色与发生高度密切相关：两百至四百公里高空的氧原子碰撞，形成我们在低纬地区可见的红色极光；一百至两百公里高空的粒子碰撞，则形成常见的绿色极光，这也是极光色彩层次分明的根本原因。
平日里的太阳平稳温和，但太阳也会“打喷嚏”。最常见的就是太阳耀斑和日冕物质抛射。太阳耀斑如同太阳表面的闪电，瞬间释放巨量电磁能量；而日冕物质抛射，就像是太阳降下的一场“巨型暴雨”，一次性抛出上百亿吨等离子体物质，最高速度突破每秒一千公里，浩浩荡荡向地球奔袭，深刻改变近地空间环境。
每一次太阳剧烈爆发，都会对地球空间环境形成三轮递进式影响，如同三场层层加码的“太空冲击”，全方位影响航天设备、空间环境乃至人类的现代生活。
三轮冲击，为什么一轮比一轮狠？
每一次太阳剧烈爆发，都会对地球空间环境形成三轮递进式影响，像三场层层加码的“太空冲击”。
第一轮是光速抵达的光辐射冲击。太阳耀斑释放的X射线、紫外线，约8分钟即可抵达地球，直接扰动地球上空90至300公里的电离层。电离层是人类无线电通信、卫星导航的关键依托，一旦被扰动，信号传播紊乱、定位误差增大，直接影响手机通信、导航出行。
第二轮是数十分钟抵达的高能粒子冲击。太阳爆发会加速大量高能带电粒子，快速抵达近地空间。这些微小粒子穿透力极强，能够击穿卫星元器件，打乱航天器二进制数据，造成设备故障、卫星异常；同时会威胁空间站航天员安全，飞越极区的高空航班也会承受额外辐射风险。
第三轮是迟至2至4天才能抵达的大规模物质冲击，也是破坏力最强的一轮。日冕物质抛射的巨型等离子体云抵达地球后，会剧烈挤压地球磁层，引发地磁暴。地磁暴会扰动地面长距离输电线路，诱发强感应电流，酿成电网灾害，1989年加拿大魁北克全城大面积停电，就是典型的空间天气灾害。这类风险至今存在，2022年地磁暴导致高层大气密度激增，大气拖拽阻力变大，SpaceX一批49颗星链小卫星中，有38颗最终坠落大气层。
很多人认为，不做航天、不发卫星，空间天气就和自己无关。事实上，现代社会高度依赖通信、导航、电网系统，空间天气的每一次波动，都可能间接影响地面民生。随着人类航天活动愈发频繁，空间天气早已不是遥远的深空课题，而是关乎国计民生、航天安全的重要研究领域。
天地协同，守望我们共同的太空家园
想要抵御空间天气灾害、实现精准预警，我们必须建立天地一体化的观测体系，像地面气象预报一样，实现对太空环境的持续监测、研判和预报。
在天，以中欧联合研制的“微笑”卫星（SMILE）为例。历经十年攻关，这颗卫星是中国科学院空间科学战略性先导科技专项（二期）的收官之作。它运行在大椭圆轨道，最远可达12万公里，能够首次对地球磁层进行全景成像，把肉眼不可见的磁层边界、太阳风相互作用过程直观呈现，精准捕捉极光精细结构，让我们从“点状探测”升级为“全局观测”，大幅提升空间天气的认知与预报能力。观测数据全球共享，助力全人类共同应对空间天气挑战。
在地，我们建有国家重大科技基础设施空间环境地基综合监测网（子午工程），构建起覆盖我国全域的地基空间环境监测网络，如同地面的太空环境气象站，持续监测地磁、电离层、高层大气变化。在此基础上，我们推动国际子午圈大科学计划，搭建近乎“日不落”的全球地基观测体系，实现全天候、不间断的日地空间环境监测。
空间天气是全人类共同的挑战。地球是人类的摇篮，但人类不能永远依偎在摇篮里。走向深空、探索宇宙，本质上也是为了更好地守护地球家园。从捕捉一抹极光的绚烂，到洞察太阳风暴的激荡，再到搭建天地一体的监测体系，我们对空间天气的每一次认知升级，都是人类探索深空、抵御太空风险的坚实一步。
科学探索永无止境，星空奥秘值得久久探寻。希望更多青少年能够保持对宇宙的好奇与热爱，主动走近空间科学，读懂头顶这片星空的风云变幻，未来投身深空探索事业，助力人类奔赴更远的星辰大海。
（文章系中国科学院院士、中国科学院国家空间科学中心主任王赤在“科学与中国——千名院士·千场科普”主场活动2026年第九期的分享，光明网记者宋雅娟整理报道）
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