太阳风暴

太阳风暴（Solar storm），是一种自然现象，指太阳上的剧烈爆发活动及其在日地空间引发的一系列强烈扰动。^[1]

“太阳风暴”并非科技术语，而是太阳爆发活动及其引起的近地扰动的一种形象和通俗的说法。^[1]太阳风暴过程是由太阳活动开始，太阳爆发活动通过耀斑爆发和日冕物质抛射等形式向外传递能量和物质(比如全波段的电磁辐射、高能粒子、磁化等离子云等)，这些电磁辐射、高能粒子和等离子体物质，在行星际空间传播并且和行星际介质、地磁场相互作用，进而影响到整个日地之间的空间环境，这样一个剧烈的空间天气过程，就被称为太阳风暴。^[3]科学家通过对太阳活动和近地空间环境的检测和研究，了解到太阳风暴具有周期性、突发性和地域性的特点。^[2]

太阳风暴是绝大多数空间天气的驱动源，而因为太阳风暴导致的空间天气变化，会影响到依赖于高空环境和在其中运行的空间飞行器所进行的活动，也会危害宇航员和高空飞行员的身体健康。此外还能影响到地面上的长距离电力和油气输运，严重的太阳风暴甚至能够影响到在大气层之下、远离深空的普通人类正常的生产、生活甚至生理健康。^[3]为了降低太阳风暴带来的影响，科学家通过不断研究，现在已经形成了以地面观测系统为主，地面与空间观测相结合的太阳观测网，从而不断提高太阳风暴预报产品制作与服务水平，增强预报预警能力。^[5]

太空并不是完全的“真空”，太阳物质外流形成太阳风，当太阳上有剧烈的爆发活动，如耀斑和日冕物质抛射出现的时候，太阳风会受到剧烈扰动，形成太阳风暴。^[4]可以说太阳爆发活动就是太阳风暴的起源，太阳爆发活动主要有耀斑和日冕物质抛射这两个方面。耀斑是太阳电磁辐射突然增强的一种表现，最常见的表现就是在太阳观测图片上某区域突然增亮。日冕物质抛射指的是太阳上的一团带有磁场的等离子体，脱离太阳的束缚向外抛出的一种现象。耀斑和日冕物质抛射并不一定同时出现。^[6]太阳黑子活动也是产生太阳风暴的原因，这是1962年由美国水手2号探测器发现的，太阳因为能量增加而使得自身活动增强，从而向广袤空间中释放出大量带电粒子，形成高速度粒子流，科学家们将这样一个现象比喻为太阳打“喷嚏”。^[7]

还有一项研究表明，太阳“磁场索”是导致太阳风暴的原因。美国乔治·梅森大学研究小组发现，太阳风暴是由巨大的磁场索所导致。研究结论表示，磁场索由盘绕扭曲的磁场线组成，能够产生强电流引发太阳风暴。^[8]

太阳爆发活动向空间抛射出大量物质和能量，通常以增强的电磁辐射、高能带电粒子流和等离子体云等三种形式表现出来，如果是一些较强的爆发活动，这三种能量形式会同时出现。这些能量会引发各类近地空间环境的扰动，这就形成了太阳风暴对地球的攻击。但是三种能量到达地球的时间是不同的，第一波是增强的电磁辐射，以光速运行，爆发后约8min就能到达地球；第二波是高能带电粒子流，以亚光速运行，爆发后几十分钟到达地球；第三波是高速等离子体云，在爆发后需要1～4天才到达地球。这三波能量依时间次序，先后对地球空间形成三轮攻击，造成磁层、电离层和高层大气环境的剧烈扰动，引发一系列空间天气灾害事件。^[9]

增强的电磁辐射是太阳风暴对地球的第一轮攻击，在太阳爆发活动后8分钟就能到达地球。太阳耀斑爆发之后，增强的电磁辐射以光速到达地球空间。地球的磁层无法对这些电磁辐射进行拦截，它们直接就进入到了地球的电离层和高层大气。这些电磁辐射引起了电离层突然扰动，导致短波无线电信号衰减甚至中断，影响短波通信；导致低频信号反射高度降低，影响长波导航和对潜通信；引起电波传输的时延增加，导致导航定位误差增大。^[10]

高能带电粒子流是太阳风暴对地球的第二轮攻击，在太阳爆发活动后几十分钟到达地球。主要导致地球中高轨道尤其是同步轨道高度的高能质子等粒子通量急速上升，发生太阳质子事件。^[11]太阳喷发出来的密集的高能带电粒子组成高能带电粒子流，在到达地球空间后轰击磁层，突破磁层之后进入卫星轨道，甚至还能直接深入电离层、大气层和地表空间。高能带电粒子流影响在轨卫星的安全，威胁航天员身体健康，还会引发极盖吸收事件，影响极区无线电通信，威胁极区航线安全。^[12]

高速等离子体云是太阳风暴对地球的第三轮攻击，太阳爆发活动后需要几天时间才能到达地球。高速等离子体云是太阳日冕抛射出来的、比背景太阳风速度更高的等离子体团。高速等离子体云会携带日冕磁场到达地球，等离子体云冲击地球磁层，使磁层压缩变形，其携带的磁场会造成磁层的扰动，产生地磁暴。地磁暴会给相关系统带来严重影响，例如损害电力设施，破坏输油管道，增大卫星运行阻力，影响短波通信和卫星导航，引起卫星表面充电和深层充电，等等。^[13]

科学家通过对太阳活动和近地空间环境的检测和研究，逐渐了解到太阳风暴的一些特点和规律，最为突出的是具有周期性、突发性和地域性。^[2]

太阳风暴的周期性主要表现在太阳活动的周期变化上。太阳活动有11年左右的周期变化特征，存在太阳活动高年和低年之分，太阳活动的周期从黑子数的多寡以及太阳10.7cm射电流量的变化中就能很容易看出。科学家也将黑子相对数年均值相对较高的太阳活动极大年和其相邻的几年，称为太阳活动高年；黑子相对数年均值相对较低的太阳活动极小年和其相邻的几年，称为太阳活动低年。^[11]通常来说，在太阳活动高年，太阳爆发活动较多，太阳风暴发生频次也就较高，并且强度大。反之，在太阳活动低年，太阳爆发活动少，太阳风暴发生频次也就低，强度相对较弱。^[14][15]

虽然当前人类对太阳活动区黑子和磁场演化过程有一定的观测和了解，但仍然缺乏全面太阳磁场监测能力，对太阳爆发的规律也尚未完全掌握。对于某次太阳爆发活动事件而言，具体发生的时间和强度，很难进行精确的预报。所以在目前太阳风暴的发生具有很强的随机性和突发性。和现在的地震相似，即使人类知道地球上有一些地震活跃带，但也无法准确预测某次地震发生的时间和强度。^[16]

虽然太阳风暴具有突发性，但人们却并非毫无办法。近地空间太空环境扰动大部分发生在太阳爆发几十分钟至几十小时之后，利用这一特点，科学家通过对太阳活动和近地空间太空环境的监测，来分析和预测太阳爆发引起的近地空间太空环境扰动的发生和发展。例如在卫星观测到了太阳爆发的发生时间和位置，就可以依据行星际到近地空间的各种观测资料，再结合对太空环境变化统计分析和理论研究总结出的规律，就可以提前1～3天预测近地空间太空环境扰动事件的发生时间和强度。这样就能为相关的体统提供预警信息。例如在2003年10月底发生的一次太阳风暴，导致瑞典5万居民用电供应中断，但是美国因为得到了及时的太空环境预报，只有个别城市的电网受到轻微影响。^[17]

太阳爆发引起的太空环境扰动，在近地空间中的不同位置响应程度是不同的。第一个方面是和近地空间太空环境自身的复杂变化规律相关，第二个方面是与太阳直接照射的区域不同有关。以卫星受到的影响为例，高能带电粒子流攻击地球的时候，由于地磁场的偏转和屏蔽，不同地磁纬度和不同轨道高度上的高能粒子环境存在很大差异。对于同一轨道平面上的卫星来说，低高度上的高能带电粒子数目，小于高高度上的高能带电粒子数目。对于在同一高度上运行的卫星来说，极区的高能带电粒子数目更多。也就是说在高轨道、高纬度的卫星辐射环境更为恶劣。^[18]

再以通信受到的影响为例，高能带电粒子流攻击地球的时候，大部分高能粒子会到达极区，引起极区电离层环境改变，主要影响跨极区的高频短波通信，对中低纬地区的通信影响极小。再例如太阳耀斑爆发时，电离层电子密度增加引起的无线电短波吸收主要发生在地球的向日面，2010年11月6日，M2.4级X射线耀斑引发南美洲中部地区的电离层扰动，但对于处于夜间的中国就没有电波传播的影响。^[19]

随着人类科技的进步和信息化水平的不断提高，太阳风暴的影响和危害越来越严重。同时人类各种技术系统之间错综复杂的关系，也加剧了太阳风暴影响的范围。上面所说的太阳风暴给地球带来的三轮攻击，主要会对卫星、无线电通信、地面技术系统和地球生物四个方面带来影响。由于太阳风暴存在诸多危害，而且威力远远超过人类制造的武器，有科学家形象地将它称为来自自然界的“太空武器”。^[20][21]

当太阳爆发所喷射的高能带电粒子到达地球附近后，在轨航天器遭受到的高能带电粒子急剧增加。这些高能带电粒子拥有极高的能量，可以轻易穿透航天器外壳，对航天器造成辐射损伤，引发单粒子效应和深层充电等影响。辐射损伤会造成航天器材料老化，例如航天器使用的太阳能电池寿命降低，半导体元件性能出现衰退等；单粒子效应会造成控制电路发生逻辑错误，导致航天器失去控制，严重时甚至会导致报废；深层充电经常会导致开关出现异常，它产生的放电脉冲，会损坏微型材料及电子器件，导致航天器失控甚至报废。同时高能带电粒子还有可能对航天器内的宇航员造成辐射伤害。这就要求必须对航天器进行合理的防护设计和科学的在轨管理，不然太阳风暴就有可能对卫星造成巨大影响，严重时甚至能导致整体失效。^[22][23]例如2022年美国太空探索技术公司（SpaceX）在北京时2月4日凌晨2时13分发射升空的49颗“星链”卫星，就因受到地磁暴的影响，约40颗“星链”卫星无法进入轨道。^[24]

在太阳爆发活动对地球的三轮攻击中，每一轮都会引起地球电离层的分层结构混乱，这样就会干扰无线电通信的正常工作。因此只要发生太阳风暴，就会影响到人类的无线电通信。具体原因在于，电离层扰动使短波无线电信号被部分或全部吸收，导致信号出现衰落或中断；使得卫星导航等位精度下降，严重时甚至导致导航接收机失效，无法提供导航信息；使得卫星通信的信噪比下降，误码率上升，通信质量下降，严重时还可能造成卫星通信链路中断。例如在2006年12月13日北京时间10时40分前后，太阳发生一次X3级猛烈爆发，对中国的短波无线电信号传播造成严重影响。短波通信、广播、探测等电子信息系统发生大面积中断或受到较长时间的严重干扰。中国电波传播研究所广州、海南、重庆等电波观测站的短波探测信号，从10时20分左右起发生全波段中断，直至11时15分以后才逐步出现信号，13时30分以后才基本恢复正常。^[25][26]

现代社会对电力高度依赖，电力已经成为人类生产生活不可或缺的部分，太阳风暴不仅有可能对电力系统本身遭到重创，所有依赖电力的应用系统都将受到影响，进而造成经济损失。在太阳爆发活动对地球进行第三轮攻击，也就是高速等离子体云到达地球的时候，会引起地磁暴。这时地球磁场的剧烈变化会在地球表面诱生地磁感应电流，这种电流会对电网中的变压器设备造成影响，容易引起大型变压器半饱和，导致寿命缩短，极端情况时直接烧毁，电力传输受到严重干扰，输电系统崩溃，最终导致失去电力供应。例如在1989年3月出现的强太阳风暴中，加拿大魁北克省电网一个主变压器因感应电流过大而率先跳闸，随后多个主变压器接连跟进，整个电网在不到90秒钟就全部瘫痪，致使该电网所管辖的区域600万居民停电长达9小时。^[21][27]

地磁感应电流还有可能对长距离管线系统产生腐蚀，造成泄漏，影响石油、电缆等管线系统的正常运行。^[28]

地球因为有着磁场和稠密大气层的双重保护，所以地球上的环境要远远优于太空环境，不仅各种有害射线和高能辐射都被阻挡在地球的大气层以外，即使是太阳风暴对地球形成的三轮攻击，也大多被地球磁层和大气层化解。但是这并不意味着对地球上的生物就没有影响，很多生物都具有磁性感知能力，能够感知地磁场微妙的变化，它们利用地磁场建立地磁坐标，用来确定自己的位置和方向，从而进行导航。因此当出现地磁暴时，地球磁场受到干扰，这些生物就会部分失去辨别方向的能力。例如信鸽、海豚和鲸鱼等，都拥有所谓的生物罗盘，可以帮助它们利用地磁场辨别方向，曾多次发生信鸽无法归巢，以及抹香鲸大量搁浅等事件，科学家就怀疑和地磁暴相关。^[21]

近年来一些统计研究指出，太阳风暴与一些传染病、心血管疾病的发病率存在一定的相关性，但是太阳风暴是否会对人类健康产生影响，还没有准确的科学结论。^[21]

从太阳上喷发出来的大量带电粒子，以每秒几百公里的速度吹向行星际空间，形成太阳风。到达地球附近的粒子不断撞击地球磁场，并环绕地球流动。在太阳风的吹动下，地球磁场不再是对称的，已经变成某种“流线型”。由于与行星际磁场的相互作用，变形的地球磁场的两极外各形成一个磁力线集中的“漏斗区”。当磁层出现扰动时，磁尾的带电粒子被加速，沿磁力线运动，如流水般顺着漏斗边缘倒入“漏斗区”，并撞击高层大气中的气体分子和原子，使后者被激发——退激而发光，于是便产生了这种“鬼怪之光”。当太阳风暴发生时，磁层扰动变得剧烈起来，发生地磁暴。这时，就会激发出更多种颜色的单色光。这些光混合在一起，便出现了五颜六色、奇异壮观的极光，就像五彩的霓虹灯一样。极光越壮观，往往意味着太阳风暴越厉害。^[29]

1859年9月1日早晨，英国天文爱好者卡林顿在观测太阳黑子时，发现太阳北侧的一个大黑子群内突然出现了两道极其明亮的白光，并且在这个黑子群的附近正形成一对明亮的月牙形的东西。另一位英国天文爱好者霍奇森也看到了这次太阳爆发。^[14]在卡林顿事件发生期间，观测技术还不够成熟，空间环境扰动监测数据也不够全面。但事后人们从高能粒子数量、极光范围、地磁扰动和造成的危害这几个方面还是可以推断出卡林顿事件是历史上最强的太阳风暴。^[5]

这次太阳风暴中，大于30兆电子伏的质子通量达到1.9×1010个/cm2，是排名第四的1972年高能粒子事件的4倍。创下了迄今为止高能粒子事件最强纪录。1859年8月28日-9月4日磁暴期间，在北美、南美、欧洲、亚洲等多地看到极光。在古巴，人们能够在极光下读晨报，这些纪录一直保持到现在。在太阳耀斑爆发的17.5小时后，Dst指数最大下降到-1760纳特，这次事件的地磁暴强度是1989年3月地磁暴的4倍。^[5]

卡林顿事件对电报业造成严重损害，意大利的托斯卡纳等广大地区的电报站机器都出现了闪火花现象，甚至电线也被熔化了。并且随着时间推移，波士顿至波特兰的电报线在没有电池的情况下，依靠地磁暴产生的电流持续工作长达两小时之久。^[5]

1989年3月，日面上出现了一个超级活动区，该活动区掀起了一场剧烈的太阳风暴，使地球上发生了一次史上有名的强磁暴，同时也给人类社会带来了一系列灾难。此次太阳风暴的危害主要表现为对加拿大魁北克省电力系统的严重破坏，因此，人们将这次太阳风暴称为“魁北克省大断电事件”。^[5]

在这次太阳风暴中，受太阳耀斑及抛射的等离子体云影响，发生2次强太阳质子事件。第一次大太阳质子事件持续5天，峰值通量为1500pfu，第二次大太阳质子事件持续2天，峰值通量为1250pfu。这次地磁暴连续10个3小时，Kp指数大于7，有2个3小时ap指数达到最大值400。根据1932年以来每天的Ap指数来排序，3月13日的Ap值排名高居第二，为246。这次地磁暴Dst指数值为-589纳特斯拉，其强度远大于排名第二的-429纳特斯拉。事件中共产生100多次电离层突然骚扰；480千米高度处的大气密度增加了4倍；较低纬度地区如北半球的美国佛罗里达州、古巴等地都看到了极光。^[5]

造成的危害主要在电力系统和卫星这两方面：

电力系统：加拿大魁北克省电力系统遭到严重破坏。地球强磁暴导致加拿大魁北克省电网主要线路上的一个变压器因感应电流过大而烧毁，整个电网在不到90秒钟就全部瘫痪，致使该电网所管辖的区域陷入黑暗和寒冷。^[5]

卫星：在太阳爆发活动期间，地球高轨道高能粒子通量和低轨道大气密度的增加以及地球磁场剧烈变化导致许多卫星也遭受了不同程度的影响。如美国GOES-7卫星损失了一半太阳能电池，致使其寿命缩短了一半；3月17日，日本通讯卫星CS-3B异常，搭载在卫星上的备用命令电路损坏，等等。^[5]

2003年10月底至11月初期间，太阳发生了一系列强烈爆发活动，造成了日地空间环境巨大扰动。受此影响，美国加州中部上空出现了罕见的极光；约半数卫星出现故障，日本先进地球观测卫星-2（ADEOS-2）完全失效；全球范围内的通讯受到干扰，海事紧急呼叫系统瘫痪，珠峰探险队通讯中断；全球定位系统精度降低；瑞典5万人的电力供应中断，等等。如此强烈的太阳风暴在历史上非常罕见，因正值西方万圣节前后而被命名为“万圣节太阳风暴”。^[5]

在本次太阳风暴期间，日面上共爆发了57个M级以上的X射线耀斑，包括11个X级的大耀斑；同时伴随有至少15个晕状日冕物质抛射及大量的小日冕物质抛射。其中X28级巨耀斑是自1976年以来观测到的最大耀斑；太阳质子事件的峰值流量达到29500pfu，是GOES卫星1976年观测以来第4大值；地磁暴Ap指数达到204，是自1932年有记录以来的第9大极值。^[5]

这一次太阳风暴造成的危害较大：

通信卫星：致使46颗通信卫星报告了异常。

国际空间站：经历了反常摩擦阻力。

深空任务：安装在“奥德赛号”飞船上的火星环境辐射探测仪((MARIE)，其目的原本是用于探测星辐射环境以确定宇航员在火星上所遭受到的辐射危险，在28日却由于粒子辐射发出温度红色警报而自动关闭，至今没有恢复。

地球轨道卫星：大约59%的空间科学任务受到了影响，其中24%的任务关闭的仪器采用可保护行为。

通信：全球短波通讯中断，超视距雷达、民航通讯出现故障；伊拉克战场美英联军通讯受到影响；珠穆朗玛峰探险队和一些电视广播通讯公司遭到了严重的高频射电短期干扰；我国北方短波通讯受到严重干扰，北京、满洲里无线电观测点短波信号一度中断。

导航：罗兰Ｃ导航定位系统报告了数次的干扰问题，GPS用户也报道了应用衰弱和中断。

航空：极区航线受到很大影响。

电力：瑞典马尔默市南部的一个电力系统遭到破坏，有5万居民用电供应中断。^[5]

太阳风暴具有很强的偶发性，对太阳风暴进行监测是预测和应对的第一步，是对太阳风暴发生、发展及其在地球空间产生影响全过程的监测。^[30]

太阳风暴监测的发展历史，也是人们认识太阳风暴的历史。随着太阳风暴监测手段的不断发展和监测资料的积累与丰富，人类对太阳风暴由最初少量的、简单的现象认识，逐步发展到今天有一定理论框架下的系统认识。对太阳风暴认识发展贡献最为突出的是太阳风暴天基监测，它突破了地基监测受到大气影响、日出日落等条件限制，进入到宇宙空间，实现了太阳风暴影响的原位监测，对发生太阳风暴的因果关系有了较为清晰和准确的认知。总体而言，太阳风暴监测的发展大致经历了三个阶段。^[31]

地基监测时代：20世纪60年代以前为地基监测时代。这一时期对太阳风暴的认识主要是基于对爆发现象的观测和长期观测数据的统计分析。例如，的11年周期特性、光学耀斑和地磁暴的发现。在1957年首届国际年活动中，全世界各同时对地球物理现象进行联合观测。这是太阳风暴监测史上的一次重要活动，加深了人们对太阳风暴的认识。^[32]

空间监测时代：20世纪60年代至90年代为空间监测时代。这一时期随着航天技术和探测技术的发展，太阳风暴监测得以快速发展，其中最大的突破是对空间环境的测量和认识。通过探测数据，人们发现了地球辐射带，证实了地球的存在，发现和证实了的存在，发现了行星际磁场扇形结构等。地球空间环境也是太阳爆发的攻击对象，太阳爆发通过影响这些环境从而对空间技术系统的运行安全构成严重威胁。^[33]

高精度、全方位、快速发展的时代：20世纪90年代至今，伴随着人们对太阳风暴危害的认识日益加深和现代监测技术的发展，太阳风暴监测进入了一个高精度、全方位、快速发展的时代。在保障空间资产与活动安全、防备空间天气影响的需求背景下，世界各空间大国纷纷推出各类太阳风暴监测计划，探测的重点也由平均状态的测量向扰动状态的监测转变。在1994年底提出国家空间天气战略计划，将空间天气监测、研究、预报服务和空间安全保障需求紧密结合，多个太阳风暴监测计划随后实施，发射了多颗重要的空间探测卫星，其中发射至的SOHO卫星和ACE卫星，在太阳风暴的监测和预报中发挥了非常重要的作用。2006年发射的STERE0从多视角、多手段对太阳风暴的发生和发展进行全方位监测。另外，2010年发射的SD0卫星极大地提高了太阳活动监测的分辨率，为太阳风暴预报提供了更为全面和精细的基础信息。同时，这一阶段监测也有了迅速的发展，特别是GPS技术在监测中的成功应用。现在世界范围内已经建立了大量基于GPS的地基电离层监测台站，为电离层TEC和电离层效应监测及预报提供了丰富的数据基础。^[34]

太阳风暴的监测涉及整个日地空间，包括太阳风暴源头的监测，太阳风暴在日地空间传播过程的监测，太阳风暴对地球空间产生的影响的监测。^[35][36][37]

源头监测：太阳风暴的源头是太阳活动，黑子、耀斑和物质的抛射等太阳活动，是太阳风暴产生的重要根本原因，所以对这些太阳活动的监测是认识和应对太阳风暴的必要手段。^[35]

传输监测：太阳活动产生的物质和能量，都必须通过行星际的传输才能到达地球，所以在行星际中对这些物质和能量进行监测，是地球空间变化的前哨站。^[36]

影响监测：对太阳风暴产生的影响监测，主要包括磁层扰动监测、电离层扰动监测和中高层大气扰动监测这三方面。^[37]其中，磁层扰动监测是指在太阳风暴期间，地球磁层中会产生磁暴，高能电子爆和磁尾热等离子体注入，还可以在这里观测到太阳质子事件，因此通过监测可以直接或者间接获得磁层的变化情况，对预防太阳风暴的危害非常重要。^[38]太阳风暴期间，电离层会发生剧烈的扰动，各项参数严重偏离背景值，因此对电离层进行监测也是必不可少的一环。^[39]监测中高层大气可以获得大量大气资料，建立大气模型对地球大气进行描述，在太阳风暴发生的时候，有数据可依，可以采取合理的应对措施。^[40]

太阳风暴分为A、B、C、M和X几个不同的等级，X为最高，级别后面所带数字越大，代表强度越高。地磁暴以Kp指数来表征地磁扰动的强弱，Kp指数划分为0到9级。^[4]

我们已经清楚的认识到强太阳风暴可能给国家安全稳定与经济社会发展带来的危害，所以必须高度重视，不能掉以轻心。中国当前关键基础设施防护措施有限，空间资产大量增加，在这样的情况下必须做到未雨绸缪。^[5]

在空间天气事件观测、预报、产品制作与服务方面，中国起步较晚，有着很大的局限性。对于空间资产有着一定的防护，但是对于庞大的关键基础设，防护措施不到位，大部分国家关键基础设施管理与运行系统对空间天气事件影响缺乏基本认识。应该大力推进空间天气事件及影响知识的普及，加大有关太阳、日地空间、空间天气事件、事件影响等知识的科普宣传，根据现代信息传播手段特点，制作形式多样且容易被不同受众接受的信息产品，提高对极端空间天气事件影响危害的认识。^[5]

因为太阳风暴和太阳活动直接相关，既有变化特征和规律，又具有随机性与突发性，所以对其进行预报和预警，必须建立在持续太阳观测，长期历史积累资料分析研究基础上。首先要建立以地面观测系统为主，地面与空间观测相结合的太阳观测网，进一步做好观测数据积累、处理与应用工作。然后要加强基础研究，针对太阳活动变化的规律及对地球空间环境影响的特征，研究制定相应的标准体系。最后不断提高预报产品制作与服务水平，理顺预报产品的服务渠道，增强预报预警能力。^[5]

相较于天气预报，中国空间天气预报起步较晚，对标中国气象发展历程，空间天气预报事业正处在“创业发展阶段”转向“快速发展阶段”的关键时期。目前，空间天气中心已具备对太阳活动、磁层、电离层等日地空间关键区域的关键要素做出长期、中期、短期预报以及预警和现报的能力，具备自动化与人工干预相结合的综合数据分析及初步的定量化分析能力与模式预报能力，定期发布空间天气日报、周报、月报和年报等常规预报产品，不定期发布现报或警报，并根据用户需求开发定制专属产品。经过十几年来不断打磨提升，中国空间天气整体预报准确率与国际水平相当。^[41]

太阳风暴造成的威胁是全球性的，现在广泛受到越来越多国家政府的重视，成为各国政府联合应对的全球挑战。由国际机构联合开展的太阳观测、研究等活动，在空间环境研究、空间天气事件预测等方面发挥了积极作用。中国在这方面有能力和义务走在前列，应积极参加空间天气与空间环境观测研究领域国际合作。中国也有责任牵头和倡导国际合作项目，共享国际研究成果，共同提升应对空间天气事件的能力。^[5]

2021年，中国空间天气中心接到来自ICAO的“offer”，这是中国民航气象领域第一个全球中心，也是中国气象局第二个世界级业务中心。这一来自国际社会的邀约，是对空间天气中心二十年来笃行不怠、踔厉奋发的巨大肯定。特别是党的十八大以来，在监测、预报、服务上，空间天气中心持续发力、成果斐然。2022年8月23日16时，作为国际民航组织（ICAO）全球空间天气中心当值中心的国家空间天气监测预警中心（以下简称“空间天气中心”），圆满完成了第三次值班任务。^[41]