中国科学家获国际大奖，背后是一场与太阳的“较量”

中国科学家又取得突破了！

当地时间 8 月 3 日，在意大利佛罗伦萨举行的第 46 届国际空间研究委员会（COSPAR）科学大会上，中国气象局研究员、国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）主任、风云气象卫星工程总设计师王劲松获颁威廉·诺德伯格奖章（William Nordberg Medal），成为该奖项自 1988 年设立以来首位获奖的中国科学家。

图丨央视新闻

王劲松表示：“未来，我们将继续提高空间天气监测预报服务能力，深耕空间天气科创领域，依托中国气象智能预警‘妈祖’方案，为构建人类命运共同体贡献中国智慧。”

看到这里，可能大家会有点疑惑，天气大家都明白，可“空间天气”又是什么呢？今天咱们就从空间天气谈起，讲讲王劲松此次获奖的工作。

空间天气是什么？

“雷阵雨转多云，最低温度 25℃，最高温度 34℃…… ”这一听就是我们离不开的天气预报。

截自网页天气预报

而“太阳活动水平低，地磁活动平静到微扰……”这听起来就离咱们日常生活就有点远了。

截自国家空间天气监测预警中心

空间天气研究的不是传统意义上的阴晴雨雪，而是太阳活动引起的日地空间环境变化。太阳持续向外释放超声速带电粒子流，即太阳风；而太阳耀斑、日冕物质抛射等剧烈爆发事件，则会释放大量增强的电磁辐射和高能带电粒子。这些能量和物质经过约 1.5 亿公里的传播到达地球，与地球磁场和大气层相互作用。

地球磁场是抵御这些入侵粒子的第一道屏障：它迫使大部分带电粒子偏转绕行，保护低轨道航天器和地面设施；少量粒子沿磁力线沉降到南北极区，与高层大气中的氧、氮原子碰撞，激发产生极光。然而，这道屏障并非绝对可靠——在极端爆发事件期间，增强的高能粒子流和剧烈的磁场扰动可能突破防护：高能粒子穿透航天器屏蔽层，引发单粒子翻转等电子设备故障；强烈的电离层扰动吸收无线电信号，导致卫星导航失锁和通信中断。

空间天气跟我们有关系吗？

空间天气关注的事情，虽然从距离上看离我们有点远，但真的可能影响到我们的生活。

往远了说，1989 年 3 月 13 日，太阳爆发了一次强烈风暴。地磁暴发生后不到 90 秒，加拿大魁北克省电网全面瘫痪，600 万居民陷入长达 9 小时的黑暗，部分地区甚至数日才恢复供电。损失高达约五亿美元。

往近了说，2022 年，一场强烈太阳风暴导致 SpaceX 约 40 颗刚发射不久的星链卫星因轨道高度下降，最终提前再入大气层。这一事件也让低轨卫星运营商更加重视空间天气预警。

此外，太阳风暴爆发时，轮船、汽车甚至智能手机的定位会出现漂移；高频无线电通信可能中断；跨极地航班的辐射剂量会骤增；低轨卫星的轨道高度会因大气加热而加速衰减。

所以说，空间天气看似遥远，其实无所不在。它直接影响卫星运行、北斗导航、无线通信、航空飞行，甚至电力系统安全。因此对空间天气的监测和预报，是现代航天和数字基础设施的重要保障，也事关我们的生活。

从无到有，我国的空间天气监测

对空间天气的研究始于监测，2002 年，国家空间天气监测预警中心成立，我国天基空间天气观测尚处空白，数据严重依赖美欧。王劲松主持创建国家级空间天气业务体系，二十余年来依托风云系列卫星实现了跨越。

2008 年，风云三号 A 星首次在低轨道综合探测空间环境要素；2013 年，风云三号 C 星使我国掩星探测技术实现“从无到有”；2016 年，风云四号A星搭载多维度空间天气探测设备，实现粒子、磁场、电位等多要素精细探测，观测能力大幅跃升。

2017 年，风云三号 D 星在国际上首次实现低轨道大视场极光成像；2021 年，风云三号 E 星实现我国首次自主天基太阳成像；2025 年底，风云四号 C 星搭载全新研制的太阳多波段极紫外成像仪、太阳 X 射线和极紫外流量计及多波段电离层紫外光谱成像仪，不仅可精准捕捉太阳风暴等空间天气活动，还新增电离层成像观测功能，守护航空航天、卫星导航和通信系统运行安全。

如今，依托风云气象卫星装载的空间天气监测仪器，我国已实现太阳、磁层、电离层等关键区域全覆盖，可监测 10 类关键空间天气要素，探测能力和精度大幅提升，织密了空间天气天基监测网。

与此同时，地基监测也从零起步。2007 年 5 月，我国首个空间天气业务观测站——电离层测高仪观测站落地厦门。此后逐步建成太阳光球色球望远镜、太阳磁场望远镜、太阳色球望远镜，形成东西接力、互为备份的太阳观测布局。目前，空间天气地基监测台站已覆盖 23 个省（自治区、直辖市），构建起“三带六区”地基空间天气专业网布局。经过多年建设，我国已经形成以风云卫星星座为核心、融合近百个地面台站的空间天气监测体系。

风宇：AI 预警

监测只是第一步，根据监测获得的数据做出经得住考验的预报更难。

空间天气涉及太阳、行星际、磁层、电离层等多个圈层的复杂物理作用，传统数值模型不仅计算量巨大、耗时长，难以满足实时响应的需求，也难以精确刻画完整的物理过程。

2025 年 7 月，在世界人工智能大会气象专会上，王劲松团队发布了全球首个空间天气链式人工智能预报模型——“风宇”。

空间天气链式AI预报模型“风宇”基本框架图丨国家卫星气象中心

它的革命性在于：首创“链式训练结构”，把太阳风、磁层、电离层等不同区域的 AI 模型串成一条完整的因果链，实现了从太阳到地球全链条的小时级快速预报。

此前，我国已分别针对太阳风、地球磁场和电离层建立了多个人工智能模型，但彼此独立。因为如果不能完整体现从太阳到地球整个因果链的物理关系，预报水平就难以得到有效提升。

“风宇”打破了这种割裂，通过智能耦合优化机制实现多区域模型协同优化，既能够更真实地再现太阳风如何影响地球周围环境，又能描绘出磁场和电离层之间复杂的相互作用。

这使得我国空间天气预报实现了物理模型、数值预报和人工智能共同协作，也让太阳和地磁活动主要指数预报准确率处于国际领先水平。

从中国到世界

空间天气预报能力强了，就能更好地服务各行各业。在航天领域，从锁定航天员出舱窗口到“天宫”“嫦娥”“天问”“夸父一号”等重大空间工程，空间天气保障已成“标配”。

在民航领域，国家卫星气象中心是国际民航组织（ICAO）官方认定的全球空间天气中心之一，每年完成多轮国际轮值，为全球航班提供标准化预警服务，精确评估跨极区飞行辐射剂量和电离层导航干扰风险。

在世界气象组织（WMO）和国际民航组织（ICAO）联合评估中，我国空间天气业务系统获全球唯一全 A 成绩。风云气象卫星数据已向 139 个国家和地区提供服务。

就连“追极光”这种浪漫的事，现在也有了科学指引——空间天气中心联合黑龙江漠河气象部门推出了极光预报。

图丨截自国家空间天气监测预警中心

王劲松这次获奖的同时，还有一份特殊的荣誉：一颗小行星被命名为“王劲松星”，以表彰其在空间科学应用领域的突出贡献——小行星命名是国际天文学界对科学家贡献的高度认可。

从 2002 年国家空间天气监测预警中心成立、天基观测几乎空白，到 2026 年站上国际领奖台，王劲松和他的团队用二十多年建立了一套完整的空间天气监测、预报和预警体系。如今，中国已实现太阳、磁层、电离层等关键区域的全覆盖监测，具备从太阳到地球全链条的自主预报能力，成为除美国外唯一具备日地空间全链条自主业务化监测能力的国家。

策划制作

作者丨科普中国新媒体

审核丨刘勇 中国科学院国家空间科学中心研究员

策划丨丁崝