出门前看一眼天气预报已成为很多人的习惯，尤其准备去外地出差、旅游，会更加关心目的地的天气情况。类似地，当货运飞船和人造卫星发射到几百千米至几万千米高的近地空间中，航天员需要出舱进入接近真空的太空环境，自然也会想要了解空间天气状态。那么，太空中的“天气”是什么样？何为空间天气？它是怎么预报的？

　　1.什么是空间天气？

　　“周昭王末年，夜清，五色光贯紫薇，其王南巡不返。”这是出现在距今约三千年前的战国时期，魏国人完成的编年体史书——《竹书纪年》中的一段话，其中的“五色光”，就是大家所熟知的极光现象。如同一位信使，极光不仅带来远在1.5亿公里之外太阳的“问候”，它还“透露”宇宙中流传已久的秘密——空间天气。

　　在地球与太阳之间，我们能够看到与感觉到的阳光，其实只是穿梭在其中的一小部分，大量如伽马、X射线日常难以接触、能量更高的光线才是常客。

　　此外，还有一刻不停“吹拂”到太阳系每一个角落的太阳风，构成了行星际空间的物质主体，其主要由带电粒子组成，这些微粒速度很快，以每秒几百千米的速度突破太阳的引力束缚，进入宇宙空间。而靠近地球的这一边，在太阳光线的照射与太阳风的联合作用下，能量以多种形式改变地球的空间环境，从距离地面数万公里甚至更高的位置区域向内，形成地球磁场、电离层、热层的立体结构。一边是不停提升强化等级向外输出的太阳，另一边是摆出层层阵线护住基地的地球，两者之间形成了宇宙空间中的巧妙“默契”与动态“平衡”。

　　但太阳并非一成不变，工作模式一般分为平静与爆发两大类，平静时的太阳所释放的太阳风速度低、变化慢，物质密度也相对较低，并且没有明显的爆发活动。一旦太阳转入爆发模式，太阳风就会发生明显变化，速度升高、密度增大，甚至连温度也会出现跳跃式升高，耀斑和日冕物质抛射也会随时放出，就连冷却时间也会大幅度缩短，甚至开启“狂暴模式”，多种爆发活动同时甚至是连续发生。

　　上述变化会对人造卫星和空间站、通讯与能源系统以及人类健康带来严重影响和危害，我们将太阳爆发活动及其引发的空间环境变化称为空间天气。

　　2.空间天气怎么监测？

　　如同风霜雨雪等气象要素一样，空间环境中也存在可以探测的环境参数，只不过换成了粒子、磁场、电磁波等参量。如何感知这些空间环境要素？这就要进行空间天气监测。

　　与地面天气监测系统相比，空间天气监测具有不同特点，首先，空间范围大，从监测距地面20~30公里高度的中高层大气往上直至太阳表面的活动区。其次，物理对象复杂。既要监测中高层大气中的温度、密度、速度等流体力学参数，也要监测电离层、磁层和行星际以及太阳表面的粒子、场和温度等离子体参数。最后，时空尺度变化范围大。既要监测电离层中局地分布的数分钟和数公里范围内不均匀结构的时空变化，又要关注从太阳表面到地球磁层顶整个日地系统超过1.5亿公里范围内的空间天气因果链上关键区域的空间天气参数的整体分布和变化。

　　空间天气监测的手段形式多样，对于电磁波，可使用光学遥感和无线电手段观察；对于磁场，采用磁通门或磁阻技术；对于粒子，可以用半导体或静电分析仪。

　　一次完整的空间天气事件，一般具有从太阳表面形成与发生，热门传奇页游，然后在行星际空间传播和演化，最后在地球电离层和中高层大气中产生影响和效应的规律。

　　因此，从空间天气业务需求来说，需要对从太阳—行星际—磁层空间—电离层和中高层大气，这一空间天气事件因果链上的重要区域进行必要的监测。

　　经过近20年的努力，我国国家级空间天气业务单位——中国气象局国家空间天气监测预警中心基本建设形成“天地一体化”的空间天气监测格局，实现了日地因果链上“全过程”的自主观测。

　　3.如何预报空间天气？

　　空间天气的主要源头是太阳，而太阳大气中又充满了五花八门的活动现象，比如太阳耀斑、日冕物质抛射、太阳质子事件等，这些剧烈的爆发现象会对空间天气产生显著影响。

　　首先，收集最新观测数据进行综合分析，包括各个波段的太阳图像、太阳X射线流量、太阳磁场、地磁指数、电离层状态等数据。然后结合观测数据、数值模拟等做出预报，与首席预报员进行会商，得出空间天气预报结论。

　　其次，制作各种预报产品。空间天气预报产品种类很多，包括日报、周报、月报、年报等。当有大耀斑、地磁暴等重要的空间天气事件发生时，还会发布空间天气现报等产品。

　　最后，对外公开发布。