国际子午圈计划的科学挑战和观测系统

随着科技发展,人类活动对地面基础设施、空间系统和太空飞行器等高科技设施的依赖性日益增强.然而,这些高科技设施却常常遭受着来自太阳活动、地震、大气和气候变化、地磁场变化,以及全球电场波动等多种危害的威胁.监测和了解这些危害,并减轻其影响,是21世纪重要的科学挑战之一.这些危害尽管形式不同,但是有一个共同之处是会在电离层和中高层大气这个地球空间环境的关键圈层留下自己的印记.国际子午圈计划是一项由中国科学院牵头的国际大科学计划,其目标是整合、部署和运行一个全球研究和监测网络,充分利用电离层和中高层大气的"显示屏"效果来追踪这些日地空间危害的踪迹.文章展示了国际子午圈计划全球观测系统所需的位置分布,即优先沿120°E~60°W大子午圈部署监测设备,实现对主要地理和地磁纬度变化的最佳覆盖,继而辅之以30°E~150°W的第二个子午圈来捕捉经度变化.而后简单地描述了中国子午工程,以及横跨中国、俄罗斯和美洲的一些国家在内的120°E~60°W大子午圈上的监测台站和设备.