Review评述 线长期为嫦娥二号的测控提供电离层实况等 看,业务能力还远远不够,与国际先进水平之间还有 对应用服务进行全面综合考虑是我国空间天气业显著差异,其主要表现为:一些必不可少的监测手段 务的重要特点之一,它是我国气象服务的中国特色的依然缺乏,重点区域或针对主要要素的监测台站数量 种体现。但这种努力还处在比较初级的阶段,在一不足,对于灾害和效应的监测还不能满足应用服务的 些特定的专业服务方面与一些国家还存在显著的差需求;预报要素还未覆盖整个空间天气因果链,预报 异,如澳大利亚气象局无线电服务、加拿大资源部的系统未有效借鉴或移植传统气象业务构架和经验,预 输油管道服务已经非常细致,美国许多公司在电力服报可用性和针对性不足:专业服务还缺乏对空间天气 务方面已经实现市场化,而我国绝大部分受空间天气状态与有关技术系统耦合更加深入的了解和分析,从 影响的行业对空间天气基本没有认识,更遑论接受空而导致一些决策服务提供的决策依据有限,公众服务 间天气服务了。因此,在中国气象局现有的应用服务还有待全面开展:面向业务能力提升的科研成果储备 实践中,除细化空间天气与技术系统耦合的分析并据不够,科研力量不能有效集中于面向业务的科技创 此探讨更为实际有效的应对策略和措施外,还特别注新,缺乏有效借用外部力量的机制:业务人才队伍规 重加强科普宣传和用户培养,并将“用户培养”作为模还不足以支撑精细化分工,面向用户的科技人才缺 服务内容之 乏,严重制约了应用服务的深化和拓展。 34科技创新 上述问题的解决要涉及很多方面,但其核心还是 当学术界将关注点从更重基础研究的“日地空间要实现明确的、可定量评价的应用服务效益。因为只 物理学”转向面向应用的基础性学科“空间天气学”有这样,才可能知道需要提升怎样的监测能力、改进 时,就注定整个行业的根本驱动力将从单纯的科学探什么预报技术。否则,监测和预报能力的改进就只能 索变为了用户的实际需求。然而,由于空间天气相关继续从纯科学研究的角度出发,进而会导致“业务” 知识在我国的普及度还非常低,空间天气对经济社会被还原为“研究”。 和国家安全的影响还不如发达国家显著,甚至许多实 空间天气业务的使命就是要将空间天气科学的进 际已经受到空间天气影响的行业还完全不知道空间天步转化为给现代技术系统服务的能力。在空间天气学 气的存在,因此,我国空间天气学科的发展还未能得发展的过程中丰富的监测手段和预报技术积累经过转 到用户的系统认可和支持,这一现状使得空间天气业化后就可以形成一定的业务能力,而能否为经济社会 务作为科学研究和实际应用的桥梁,对于学术界和用和国家安全提供服务,则是空间天气业务是否应该存 户都变得不可或缺 在的依据。因此,监测和预报能力不足固然是空间天 空间天气业务通过自身的业务建设和为用户的服气业务面临的严峻问题,但这种不足与应用服务的不 务,在监测、预报、现象与机理研究、空间天气与技足相比,就显得不是那么关键了。应用服务的不足甚 术系统的相互作用方面发现了许多科技问题。这些至会导致已经成规模的事业出现巨大萎缩。例如,美 问题通过适当的渠道反馈给学术界,从而牵引出许国SwPC的前身曾拥有数百雇员,但当其在航天和国 多新的研究方向。特别是2007年公益性行业专项的防方面的服务工作被美国航空航天局和国防部承担 设立,使得中国气象局具备了直接通过项目牵引科后,尽管SwPC的预警能力不断提高,依然还是世界 研力量来解决业务和应用问题的能力。通过数年的空间天气预警中心,但其业务模式不断受到质疑,雇 努力,国内大部分与空间天气相关的研究单位都开始员数迅速下降到100以内,而且预算不断被削减。 不同程度地参与科研成果向业务的转化工作,涉及的 中国气象局的空间天气业务从无到有,所有的基 方向包括自主数据的综合应用技术、业务化监测技本能力建设都是显著的成绩。但随着时间的推移,特 术、新的预报原理和预报方法、预报技术的集成与检别是监测与预报业务已经实现稳定运行时,“为什么 验、重点领域应用服务关键技术等众多方向。应该要进行空间天气业务”、“空间天气业务有什么用 说,目前空间天气行业专项已经成为可能系统影响我等追问的声音会逐渐增强,而这类问题的根本解答只 国空间天气学科发展的牵引力量之一。 有有效的应用服务成绩。 4业务发展的关键在于应用服务的突破 42应用服务重点 4.1现有不足分析 从国际经验来看,航天是空间天气业务的第 从我国经济、科技与国防发展的态势来分析,预大用户。由于种种原因,我国航天界对于空间天气 计再过15~20年的时间,空间天气业务可能会成为和空间环境的关注主要表现在工程设计与故障归零 气象业务的主要组成部分之一。但就目前的情况来方面,而且在设计时往往会为环境变化留很大的余 Advances in Meteorological Science and Technology气象科技进展1(4)-20111Advances in Meteorological Science and Technology 气象科技进展 1(4) - 2011 11 Review 评述 线长期为嫦娥二号的测控提供电离层实况等。 对应用服务进行全面综合考虑是我国空间天气业 务的重要特点之一，它是我国气象服务的中国特色的 一种体现。但这种努力还处在比较初级的阶段，在一 些特定的专业服务方面与一些国家还存在显著的差 异，如澳大利亚气象局无线电服务、加拿大资源部的 输油管道服务已经非常细致，美国许多公司在电力服 务方面已经实现市场化，而我国绝大部分受空间天气 影响的行业对空间天气基本没有认识，更遑论接受空 间天气服务了。因此，在中国气象局现有的应用服务 实践中，除细化空间天气与技术系统耦合的分析并据 此探讨更为实际有效的应对策略和措施外，还特别注 重加强科普宣传和用户培养，并将“用户培养”作为 服务内容之一。 3.4 科技创新 当学术界将关注点从更重基础研究的“日地空间 物理学”转向面向应用的基础性学科“空间天气学” 时，就注定整个行业的根本驱动力将从单纯的科学探 索变为了用户的实际需求。然而，由于空间天气相关 知识在我国的普及度还非常低，空间天气对经济社会 和国家安全的影响还不如发达国家显著，甚至许多实 际已经受到空间天气影响的行业还完全不知道空间天 气的存在，因此，我国空间天气学科的发展还未能得 到用户的系统认可和支持，这一现状使得空间天气业 务作为科学研究和实际应用的桥梁，对于学术界和用 户都变得不可或缺。 空间天气业务通过自身的业务建设和为用户的服 务，在监测、预报、现象与机理研究、空间天气与技 术系统的相互作用方面发现了许多科技问题。这些 问题通过适当的渠道反馈给学术界，从而牵引出许 多新的研究方向。特别是2007年公益性行业专项的 设立，使得中国气象局具备了直接通过项目牵引科 研力量来解决业务和应用问题的能力。通过数年的 努力，国内大部分与空间天气相关的研究单位都开始 不同程度地参与科研成果向业务的转化工作，涉及的 方向包括自主数据的综合应用技术、业务化监测技 术、新的预报原理和预报方法、预报技术的集成与检 验、重点领域应用服务关键技术等众多方向。应该 说，目前空间天气行业专项已经成为可能系统影响我 国空间天气学科发展的牵引力量之一。 4 业务发展的关键在于应用服务的突破 4.1 现有不足分析 从我国经济、科技与国防发展的态势来分析，预 计再过15～20年的时间，空间天气业务可能会成为 气象业务的主要组成部分之一。但就目前的情况来 看，业务能力还远远不够，与国际先进水平之间还有 显著差异，其主要表现为：一些必不可少的监测手段 依然缺乏，重点区域或针对主要要素的监测台站数量 不足，对于灾害和效应的监测还不能满足应用服务的 需求；预报要素还未覆盖整个空间天气因果链，预报 系统未有效借鉴或移植传统气象业务构架和经验，预 报可用性和针对性不足；专业服务还缺乏对空间天气 状态与有关技术系统耦合更加深入的了解和分析，从 而导致一些决策服务提供的决策依据有限，公众服务 还有待全面开展；面向业务能力提升的科研成果储备 不够，科研力量不能有效集中于面向业务的科技创 新，缺乏有效借用外部力量的机制；业务人才队伍规 模还不足以支撑精细化分工，面向用户的科技人才缺 乏，严重制约了应用服务的深化和拓展。 上述问题的解决要涉及很多方面，但其核心还是 要实现明确的、可定量评价的应用服务效益。因为只 有这样，才可能知道需要提升怎样的监测能力、改进 什么预报技术。否则，监测和预报能力的改进就只能 继续从纯科学研究的角度出发，进而会导致“业务” 被还原为“研究”。 空间天气业务的使命就是要将空间天气科学的进 步转化为给现代技术系统服务的能力。在空间天气学 发展的过程中丰富的监测手段和预报技术积累经过转 化后就可以形成一定的业务能力，而能否为经济社会 和国家安全提供服务，则是空间天气业务是否应该存 在的依据。因此，监测和预报能力不足固然是空间天 气业务面临的严峻问题，但这种不足与应用服务的不 足相比，就显得不是那么关键了。应用服务的不足甚 至会导致已经成规模的事业出现巨大萎缩。例如，美 国SWPC的前身曾拥有数百雇员，但当其在航天和国 防方面的服务工作被美国航空航天局和国防部承担 后，尽管SWPC的预警能力不断提高，依然还是世界 空间天气预警中心，但其业务模式不断受到质疑，雇 员数迅速下降到100以内，而且预算不断被削减[17] 。 中国气象局的空间天气业务从无到有，所有的基 本能力建设都是显著的成绩。但随着时间的推移，特 别是监测与预报业务已经实现稳定运行时，“为什么 要进行空间天气业务”、“空间天气业务有什么用” 等追问的声音会逐渐增强，而这类问题的根本解答只 有有效的应用服务成绩。 4.2 应用服务重点 从国际经验来看，航天是空间天气业务的第一 大用户。由于种种原因，我国航天界对于空间天气 和空间环境的关注主要表现在工程设计与故障归零 方面，而且在设计时往往会为环境变化留很大的余