北京空间环境国家野外科学观测研究站 Beijing National Observatory for Space Environment
北京空间环境国家野外科学观测研究站构成

北京空间环境国家野外科学观测研究站(Beijing National Observatory for Space Environment)隶属于中国科学院地质与地球物理研究所,2007经科技部批准建立国家野外科学观测研究站。拥有地磁、电离层和中高层大气多个学科的综合观测手段,以建在北京十三陵的空间环境观测站为主站,并与设在漠河、武汉和三亚的三个子站,形成沿东经120度子午线附近,从我国大陆最北端漠河到最南端三亚,纬度间隔约10度的均匀布局的空间环境综合观测研究台链形式,具有同时观测覆盖我国不同纬度上空不同空间层次(中高层大气、电离层、磁层等)空间环境不同参量的能力。

从地理位置上看,北京空间环境国家野外科学观测研究站观测范围经过东亚电离层异常区域及蒙古地磁场异常区域,以及电离层赤道异常区域和电离层SQ电流体系转向区域,跨越典型的空间环境中纬与低纬地区,是观测研究众多地球与空间物理现象和我国空间环境扰动南北传播特性的"黄金链";从空间层次上看,包括了地磁、电离层和中高层大气多种先进的连续观测手段,对于研究我国地球上空各圈层耦合过程具有重要意义;在学科上,观测研究内容综合了地球物理学一级学科中的两个二级学科,具有鲜明的特色和典型的学科代表性。此外,通过对该站观测数据的分析,对于开展我国空间环境模式和预报等研究,满足我国空间和国防工程应用也将发挥重要作用。

北京空间环境国家野外科学观测研究站的研究方向是:以台站对我国空间环境综合观测为基础,与国内外空间环境观测相互配合,开展地球空间环境中的磁层、电离层、中高层大气与地磁场扰动现象及其基本物理过程研究,注重地球空间环境整体行为及其不同层次相互耦合的研究,特别是我国空间环境的地区特性的研究。同时开展空间天气与空间气候的预报模式研究,以及相关的空间技术应用研究,力争满足有关空间应用领域的国家需求。具体研究方向为:

(1)磁层研究。通过地磁脉动、地磁扰动的观测,研究地球磁层的动力过程,重点是磁暴、磁层亚暴的产生机理、演变过程及相互关系。

(2)电离层研究。通过数字测高仪、电离层TEC及闪烁等电离层综合观测,研究电离层中的空间天气与空间气候,重点是电离层暴、电离层扰动、电离层多尺度变化特性。

(3)中高层大气研究。通过流星雷达、气辉等综合手段的观测,研究中高层大气动力过程,重点是重力波、潮汐、行星波等大气波动过程的激发与传播。

(4)磁层、电离层及中高层大气的耦合研究。通过台站的综合观测,重点研究磁层和电离层中的电流体系及中高层大气波动对电离层的作用。

(5)空间环境预报与应用研究。通过观测数据分析,建立我国上空空间环境不同参量的模式,开展空间环境现报与预报研究,并进行若干空间环境效应分析。

  • 漠河站
  • 北京站
  • 武汉站
  • 三亚站

中国科学院地质与地球物理研究所漠河观测站(122.3E,53.5N)位于黑龙江省漠河县北极乡北约1公里处,是我国设在最北端开展空间环境观测到地球物理野外台站,它对于观测研究我国空间环境扰动(特别是来自北极高纬度地区扰动)及传播具有重要作用。台站始建于1988年,1991年建成地磁观测台。

◆ 2003年在中科院知识创新工程试点二期野外台站基础建设支持下,台站面积进行了扩大,达53亩,并新建地磁记录室和安装CB-3磁变仪

◆ 2005年开始发展新的地球空间环境综合手段,安装了高精度双频GPS电离层TEC观测仪

◆ 2008年安装新的LIME18三分量磁通门磁力仪等数字地磁记录设备,完成了漠河站从地磁模拟记录观测到数字记录观测到转变

◆ 2010年新的DPS4D数字测高仪和EMDR20流星雷达建成,新的综合办公楼开工建设

目前,漠河观测站是中科院日地空间环境观测研究网络的骨干台站,北京空间环境国家野外科学观测研究站的漠河观测子站和国家重大科技基础项目空间环境子午链工程的重要台站,已初步发展成为拥有地磁、电离层和中高层大气多学科综合观测手段的现代化地球物理野外台站。

中国科学院地质与地球物理研究所北京观测站(116.2E,40.3N)位于北京昌平十三陵风景区的德胜口村以北约1公里的山谷中,占地27.5亩。台站始建于1985年10月,1990年8月建成地磁观测站。

◆ 2001年成为我国首个进入国际地磁台网(INTERMAGNET)的台站

◆ 2005年建成GDAS数字地磁记录观测系统,电离层GPS TEC观测仪

◆ 2006年建成电离层数字测高仪

◆ 2007年科技部批准建设北京空间环境国家野外科学观测研究站

◆ 2009年建立全天空流星雷达和气辉观测仪

◆ 2010年完成更新改造CHS矢量磁力仪,建立了台站监控系统

目前,北京观测站是中科院日地空间环境观测研究网络的骨干台站,北京空间环境国家野外科学观测研究站以及国家重大科技基础项目空间环境子午链工程的重要台站,已发展成为拥有地磁、电离层和中高层大气多学科综合观测手段的现代化地球物理野外台站。

中国科学院地质与地球物理研究所武汉观测站(114.2E,30.5N)前身是始建于1946年武汉大学电离层观测站, 1956年,为迎接国际地球物理年,中科院地球物理研究所与武汉大学合作,建立了武汉电离层观像台,2004年成为中国科学院地质与地球物理研究所武汉观测站,该站是我国电离层观测历史最为悠久的台站之一,拥有60多年的观测数据。

◆ 1946年在武汉武昌珞珈山采用手动仪开始电离层垂测探测

◆ 1956年成立中科院地球物理研究所武汉电离层观像台,发展为电离层自动已进行电离层垂直探测

◆ 1982年发展成为高频多普勒台阵,长波等多手段观测的综合台站

◆ 1991年电离层自动仪更新为DGS256电离层数字测高仪

◆ 1998年我国首个网上自动频高图度量和发表系统建成

◆ 2002年我国首台流星雷达在武汉观测站建成

◆ 2010年更新为新的DPS4D电离层数字测高仪和EMDR20流星雷达

目前,武汉观测站是中科院日地空间环境观测研究网络的骨干台站,北京空间环境国家野外科学观测研究站的武汉观测子站和国家重大科技基础项目空间环境子午链工程的重要台站,已发展成为拥有地磁、电离层和中高层大气多学科综合观测手段的现代化地球物理野外台站。

中国科学院地质与地球物理研究所三亚观测站(109.6E,18.4N)位于海南省三亚市田独镇大茅西约1公里处,是我国设在南端开展空间环境观测到地球物理野外台站,它对于观测研究我国空间环境低纬地区现象具有重要作用。台站始建于1998年,2003年建成地磁观测台。

◆ 2004年在中科院知识创新工程试点二期野外台站建设支持下,建立了GDAS数字地磁记录观测系统

◆ 2005年开始安装了高精度双频GPS电离层TEC和闪烁观测仪和北斗信号闪烁监测仪

◆ 2007年安装新的CADI电离层数字测高仪,LIME18三分量磁通门磁力仪等数字地磁记录设备

◆ 2009年建成了我国大陆首台VHF电离层相干散射/流星雷达

◆ 2010年更新了国际上最为先进的DPS4D数字测高仪

目前,三亚观测站是中科院日地空间环境观测研究网络的骨干台站,北京空间环境国家野外科学观测研究站的三亚观测子站和国家重大科技基础项目空间环境子午链工程的重要台站,已发展成为拥有地磁、电离层和中高层大气多学科综合观测手段的现代化地球物理野外台站。