在四川成都舉行的第二屆“一帶一路”科技交流大會國際大科學計劃論壇上，中國科學院國家空間科學中心作為國際子午圈大科學計劃（International Meridian Circle Program, IMCP）牽頭單位與最新加入IMCP計劃的5個國際組織、高校和研究機構(gòu)簽署了合作協(xié)議，標志著科學界先行發(fā)起了國際子午圈大科學計劃。

國際子午圈大科學計劃是全球首個聚焦地球空間環(huán)境系統(tǒng)性監(jiān)測的國際科學工程。該計劃依托中國“子午工程”一、二期奠定的世界領(lǐng)先地基監(jiān)測能力，聯(lián)合全球多國力量，旨在構(gòu)建沿東經(jīng)120度至西經(jīng)60度子午線閉合的“日不落”空間環(huán)境立體監(jiān)測網(wǎng)絡，破解地球空間系統(tǒng)多圈層耦合、能量傳遞及災害關(guān)聯(lián)三大科學難題。

從“子午工程”到“國際子午圈”

“子午工程”作為我國空間科學領(lǐng)域的首個國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，已歷經(jīng)兩期建設(shè)。子午工程二期沿東經(jīng)120度和100度、北緯40度和30度構(gòu)建“兩橫兩縱”監(jiān)測網(wǎng)，建成31個綜合性臺站，部署近300臺套國際先進設(shè)備，形成了目前國際上跨度最大、探測參數(shù)最全、綜合性最強的地基空間環(huán)境監(jiān)測體系。

中國科學院院士、中國科學院國家空間科學中心主任、國際子午圈大科學計劃牽頭單位負責人王赤表示，“在空間天氣天基（衛(wèi)星）監(jiān)測領(lǐng)域，我國尚處研究型向業(yè)務型過渡階段。但在地基監(jiān)測方面，通過子午工程一期、二期的持續(xù)投入，我們建成了國際上最強大的地基監(jiān)測網(wǎng)，實現(xiàn)了‘換道超車’?！边@一堅實基礎(chǔ)，正是中國能夠發(fā)起國際子午圈大科學計劃的核心底氣。

東經(jīng)120度至西經(jīng)60度的全球智慧“日不落”監(jiān)測鏈

國際子午圈計劃最關(guān)鍵的創(chuàng)新布局，是沿東經(jīng)120度和西經(jīng)60度構(gòu)建兩條全球主干監(jiān)測鏈。王赤院士解釋了其深遠的科學考量，“第一，這是地球上唯一能主要在陸地實現(xiàn)閉環(huán)的經(jīng)線圈，便于大規(guī)模部署地基觀測設(shè)備；二是兩地經(jīng)度相差180度，時差12小時，確保總有一個區(qū)域處于白晝，能直接監(jiān)測空間天氣的源頭——太陽活動，實現(xiàn)‘日不落’連續(xù)監(jiān)測；三是聯(lián)合沿線國家，可實現(xiàn)對地球空間從赤道到極區(qū)的全緯度覆蓋；四是經(jīng)線方向與地球磁力線走向大致重合，而空間帶電粒子運動受磁力線約束，沿此布局能最有效捕捉關(guān)鍵物理過程?！?/p>

主鏈之外，計劃還將在歐洲—非洲經(jīng)度約30度附近構(gòu)建一條增強監(jiān)測鏈，將全球重訪時間縮短至6小時。針對非洲、東南亞等監(jiān)測薄弱地區(qū)，將通過國際合作填補空白。

揭秘地球空間三大核心難題

國際子午圈計劃的科學目標直指地球空間系統(tǒng)的復雜性。王赤院士將其凝練為“認知一個系統(tǒng)、厘清兩個影響、揭秘三大難題”。

地球空間（100公里至約6萬公里高空）是人類航天活動的主要場所，也是太陽活動與地球內(nèi)部活動交織作用的復雜系統(tǒng)，其中既有太陽活動“自上而下”的影響（如太陽爆發(fā)引發(fā)惡劣空間天氣），也有地球內(nèi)部活動及低層大氣“自下而上”的影響（如地震、火山、臺風等擾動空間環(huán)境）。

“國際子午圈計劃將破解地球空間環(huán)境從微觀到宏觀、從秒級到月際變化的全球與區(qū)域耦合規(guī)律，揭示其多要素、多時空尺度特征，揭秘太陽劇烈活動在日地空間的傳遞過程及轉(zhuǎn)化機制，并且探明空間天氣事件與全球氣候變化、重大自然災害（地震、火山）的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。”太陽活動與空間天氣全國重點實驗室主任、國際子午圈大科學計劃科學方案工作組組長張清和表示，揭秘這三大難題，可以為人類命運共同體提供科學依據(jù)。

目前，國際子午圈大科學計劃已與36個國際組織和國外科研機構(gòu)簽署了合作協(xié)議或確定了合作意向。該計劃將至少執(zhí)行11年，完成一個太陽活動周期以上的日地空間環(huán)境探測和研究，構(gòu)建世界科學家廣泛參與和密切合作的空間天氣共同體。（“學習強國”記者魏敏）