一、课题支持方向:
太阳活动与空间天气全国重点实验室(以下简称实验室)以太阳活动和空间天气的产生机制、物理规律及其对人类活动的影响为主线,重点解决国家空间天气需求背后的关键科学和应用问题——太阳活动与空间天气系统性、多尺度变化过程及其对地效应的机理和预报。实验室的总体发展目标是围绕国家空间基础设施、航天活动、通讯导航等关键领域对空间天气预报和保障提出的高可靠、高精度、实时性的迫切需求,构建“太阳活动-空间传播-对地影响”的系统研究链,打造“探测-研究-应用-服务”的完整价值链,开拓太阳系空间天气新领域,提升我国在空间天气基础理论、监测研究、建模预报、效应评估的系统能力,建成国际综合实力顶尖的空间天气中心。
2026年实验室将优先支持基于国家重大基础设施《子午工程》自主数据拟开展的研究和若干围绕实验室“两链一域”总体目标的前沿研究,拟设置11项开放课题,课题指南明确目标需求、研究内容和预期成果,具体内容如下:
1. 项目名称:基于子午二期太阳观测设备的太阳活动能量释放和传输机制研究
1) 需求目标:
明安图观测站系列设备在超宽频带上对了从太阳低层大气至行星际空间开展频谱成像观测,基于该观测数据开展太阳活动及其行星际影响的研究,理解其中的能量释放和传输机制。
2) 研究内容(包括但不限于):
(a)太阳爆发的能量释放和粒子加速机制,及其射电观测特征研究
(b)太阳风中瞬时结构及激波的起源、演化及其对地效应
(c)太阳活动期间的大气结构和能量传递过程,及其对空间天气的影响
(d)太阳磁场建模和数据驱动MHD模拟
3)研究周期与预算:
研究周期一般不超过1年,预算不超过10万元。
4)预期成果(包括但不限于):
a)提供相关研究报告;
b)发表署名实验室高水平SCI论文2篇以上。
2. 项目名称:基于子午工程稻城射电望远镜数据的射电I型爆发链观测研究
需求目标
稻城射电望远镜(DART)自2023年常规观测以来,已经观测到大量射电I型爆发。但是射电I型爆发产生的物理过程和辐射机制还不清晰,而射电I型爆发链是研究其机制的最佳目标。基于DART观测的射电I型爆发链开展研究,分析其产生的物理机制,对完善和理解太阳爆发机制及空间天气预报有重要的科学意义。
1) 研究内容(包括但不限于):
a) 统计研究单个射电I型爆发的寿命、带宽等特征参数;
b) 研究射电I型爆发链的周期性及偏振性;
c) 研究射电I型爆发链的源区特征及磁场特性;
d)研究射电I型爆发的电子加速和辐射机制。
2) 研究周期与预算:
研究周期一般不超过1年,预算不超过10万元。
3) 预期成果(包括但不限于):
a)提交相关研究报告;
b)发展单个射电I型爆发识别方法,完善射电I型爆发链的物理机制;
c)发表署名实验室高水平SCI论文2篇以上。
3. 项目名称:基于子午工程数据的油气管网磁暴灾害预警和态势感知研究
1) 需求目标:
聚焦油气管网磁暴灾害评估问题,构建基于子午工程数据的全链条致灾风险预警模型,突破三维大地电性结构下管网磁暴响应的在线评估瓶颈,提出多源数据融合的态势感知方法,为磁暴期间油气管网安全运行提供技术支撑。
2)研究内容(包括但不限于):
a) 基于子午工程数据的油气管网磁暴响应全链条建模与预警方法;
b) 三维复杂大地电性结构下管网磁暴响应的轻量级在线评估算法及不确定度量化方法;
c) 基于地磁场和管道磁暴响应等多源数据融合的动态状态估计与灾害态势感知方法。
3)研究周期与预算:
研究周期一般不超过1年,预算不超过10万元。
4)预期成果(包括但不限于):
a)提交相关研究报告;
b)建立管网磁暴响应全链条建模方法,阐明大地参数不确定性影响机制,提出模型-数据混合驱动的态势感知方法;
c)发表署名实验室高水平SCI论文2篇以上。
4. 项目名称:数据与机理融合的电离层等离子体泡预报模型构建
1) 需求目标:
基于天基原位与子午工程电离层观测数据,构建融合电离层物理机理的低纬度地区等离子体泡短临预报模型,创新时序深度学习架构并提升模型抗标签噪声、样本非均衡的鲁棒性,为电离层电波环境保障提供技术与方法支撑。
2)研究内容(包括但不限于):
a) 融合天基电离层等离子体泡与地基电离层闪烁观测数据,通过特征建模,挖掘数据中隐藏的时空关联规律;
b) 构建适配电离层泡演化特性的深度学习架构,设计物理约束模块嵌入,规范模型学习逻辑;
c) 采用鲁棒性优化策略解决数据标签噪声与样本非均衡问题,提升模型预报精度与稳定性。
3)研究周期与预算:
研究周期一般不超过1年,预算不超过10万元。
4)预期成果(包括但不限于):
a) 提交等离子体泡预报模型研究报告;
b) 形成1套机理融合型鲁棒预报算法;
c)发表署名实验室高水平SCI论文2篇以上。
5. 项目名称:基于子午工程全数字多极化MST雷达的电离层非相干探测实验
1)需求目标:
为充分发挥子午工程二期新建先进大型设备MST雷达的探测能力,亟需应用全数字多极化MST雷达发展电离层非相干探测能力,开展非相干探测试验,为国际子午圈东南亚磁赤道电离层大气雷达提前验证技术。
2)研究内容(包括但不限于):
a)观测试验。根据雷达探测能力,设计电离层非相干观测试验、模式、参数,开展观测。
b)算法研发。基于原始数据,研发算法,反演得到电离层参量。
c)特征分析。获得青藏高原上空独特的电离层参数特征,填补实测空白。
3)研究周期与预算:
研究周期一般不超过1年,预算不超过10万元。
4)预期成果(包括但不限于):
a)提交相关研究报告;
b)申请发明专利1项;
c)发表署名实验室高水平SCI论文1~2篇。
6. 项目名称:基于深度学习和多源观测数据驱动的日冕物质抛射(CME)三维传播特性精准建模研究
1) 需求目标:
基于多视角、多波段、遥感与局地等多源观测数据和深度学习技术,建立CME三维传播精准模型,并提出新方法建立能更准确追踪其动态过程与量化提取关键特征的可解释性模式。助力灾害性空间天气日地空间一体化精准建模。
2)研究内容(包括但不限于):
a)基于国内外多源观测数据,构建低日冕3D CME精准模型;
b)追踪 CME特征参数与形态的时间演化;
c)三维数值模拟研究;
d)量化提取特征并建立预报模型。
3)研究周期与预算:
1年,预算10万元。
4)预期成果(包括但不限于):
a)提供相关研究报告;
b)发表署名实验室高水平SCI论文2篇以上。
7. 项目名称:磁暴亚暴多尺度动力学过程研究
1) 需求目标:
围绕磁层多尺度动力学的核心科学问题,针对太阳风能量注入、传输与耗散机制,空间暴(磁暴、亚暴、粒子暴)演化特征,磁场重联、等离子体波动及波粒相互作用等关键过程,开展深入研究。
2)研究内容(包括但不限于):
a) 太阳风驱动下磁层能量耦合、对流结构与响应特征分析;
b) 磁暴与亚暴关键物理过程、机制与时空演化规律研究;
c) 磁场重联、等离子波动及波粒相互作用的定量诊断与建模;
d) SMILE 等空间探测任务数据的综合分析与理论/数值模拟对比研究
3)研究周期与预算:
研究周期一般不超过1年,预算不超过10万元。
4)预期成果(包括但不限于):
a) 提交相关研究报告;
b) 发表署名实验室高水平SCI论文2篇以上。
8. 项目名称:太阳活动对临近空间大气变化影响分析研究
1) 需求目标:
深化研究太阳活动对临近空间大气变化影响机制,明确不同强度和类型的太阳活动对临近空间电离层、热层和中高层大气结构的影响特征,分析太阳活动引起的太阳辐射和太阳风变化对临近空间大气密度、温度和风场的调制作用,建立太阳活动与临近空间大气状态参量之间的影响关系,为临近空间大气预报等提供科学依据。
2) 研究内容(包括但不限于):
a) 利用地基观测数据、卫星遥感数据等分析太阳活动期间临近空间大气密度、温度、风场、电子密度等变化;
b)基于统计回归、机器学习或物理驱动方法,建立太阳活动指数与临近空间关键参量之间的经验或半经验模型。
3) 研究周期与预算:
研究周期一般不超过1年,预算不超过10万元。
4) 预期成果(包括但不限于):
a)提交相关研究报告1份;
b)发表署名实验室高水平SCI论文2篇以上。
9. 项目名称:单粒子效应在轨智能诊断与防护方法研究
1)需求目标:
针对高能粒子诱发典型器件翻转、锁定及功能中断等单粒子效应,开展基于人工智能的在轨诊断及自主决策方法研究,建立单粒子分类智能防护模型并地面试验验证,实现异常识别与效应预警,保障航天器在轨长期可靠运行。
2)研究内容(包括但不限于):
a)研究典型器件单粒子效应产生机理,建立故障模型并仿真验证;
b)开发基于神经网络的故障诊断算法,提升识别精度与决策实时性;
c)建立分类智能防护模型并地面试验验证,在轨实时预警及异常处理。
3)研究周期与预算:
研究周期一般不超过1年,预算不超过10万元。
4)预期成果(包括但不限于):
a)提交1份项目研究报告;
b)形成2套抗辐射优化设计方案与1套智能诊断算法及原理系统;
c)发表署名实验室高水平SCI论文2篇以上。
10. 项目名称:太阳风成因3He在月壤中的赋存机制及规律研究
1)需求目标:
3He作为未来可控核聚变与深空探测的潜在战略资源,其月球富集机制研究具有重要科学意义与应用价值。本项目旨在揭示太阳风注入3He在月壤中的赋存状态、扩散保存机制及富集规律,为我国月球资源勘查与开发利用提供关键科学依据。
2)研究内容(包括但不限于):
a)太阳风注入3He的矿物捕获机制
系统研究不同月壤矿物的风化特征对3He捕获与保存能力的影响。
b)月球正背面3He富集规律对比与控制因素
对比分析嫦娥五号/六号月壤中的3He含量、分布差异,揭示太阳风通量及撞击作用对3He富集的控制机制。
c)3He保存潜力的实验模拟与定量评价
开展地面离子注入模拟实验,量化分析不同矿物中3He的注入-扩散-释放动力学过程,建立月表3He资源潜力评估方法。
3)研究周期与预算:
研究周期一般不超过1年,预算不超过10万元。
4)预期成果(包括但不限于):
a)完成3He在月壤中的赋存机制与规律的研究报告;
b)发表署名实验室高水平SCI论文2篇以上。
11. 项目名称:火星空间磁声波对磁尾结构与粒子逃逸影响研究
1)需求目标:
本研究面向我国“天问三号”火星深空探测任务,针对其大椭圆轨道首次进入火星中远磁尾特点,结合空间中心相关载荷的探测任务,拟研究火星磁尾的磁声波分布及其对离子获能的影响,以加深对火星磁尾磁场结构及等离子体环境的认识。
2)研究内容(包括但不限于):
a) 基于卫星观测数据,统计分析火星磁尾磁声波的分布特征;
b) 使用MAVEN与“天问一号”的联合观测,定量分析火星磁尾磁声波的传播特征。
3)研究周期与预算:
研究周期一般不超过1年,预算不超过10万元。
4)预期成果(包括但不限于):
a) 提交相关研究报告;
b) 发表署名实验室高水平SCI论文2篇以上。
二、申请要求
1.申请人需具备中级及以上职称或已取得博士学位,且工作单位不在实验室依托单位及共建单位。
2.同一申请人三年内原则上至多可获一次支持。
3.实验室固定人员每年仅可推荐、指导或参与一项开放课题。
4.实验室对申请课题进行形式审查,通过形式审查的课题,邀请相关研究领域专家进行函评,对申请书整体质量以及是否资助进行评审。
5.申报课题经实验室主任办公会审批并报备学术委员会后,择优确定资助课题和资助额度。
6.课题批复情况,请及时关注实验室主页通知,同时签发课题批准书通知申请人及所在单位。
三、执行要求
1.开放课题执行期是1年,即2026.1-12;
2.课题成果署名需标注:“太阳活动与空间天气全国重点实验室”或State Key Laboratory of Solar Activity and Space Weather, National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China;注:成果的第一作者可以不是申请人本人,但要求第一作者标注实验室为第一或第二完成单位;
3.要求课题负责人和实验室固定参与人员共同发表至少1篇实验室认定的高水平期刊论文。为了体现合作交流效果,所发表论文课题负责人须为第一(含共同第一)或通讯(含共同通讯)作者,实验室固定研究人员为通讯(含共同通讯)或其他作者;
4.项目产生的有关论文致谢、成果等,均应标注(示例):“太阳活动与空间天气全国重点实验室专项基金资助项目”,英文:“Project Supported by the Specialized Research Fund for State Key Laboratory of Solar Activity and Space Weather”。
5.对于完成情况特别优秀的申请人,实验室将持续给予支持,包括邀请参与实验室重大科研项目和到实验室工作等。
6.具体解释权归本实验室所有。
四、申报方式
1.申报方式:申请人需从第一部分中给定的课题范围内进行选题,并按照规定的格式填写《太阳活动与空间天气全国重点实验室开放课题基金申请书》,纸质版申请材料(一份)经申请人签字、所在单位审核盖章后,于2026年1月15日18:00前邮寄至实验室办公室,电子版申请材料报送实验室办公室邮箱。
2.联系方式
联系人:陈老师
电话:13683063093
电子邮箱:xlchen@spaceweather.ac.cn
通讯地址:中关村南二条1号
有申报意向的老师可点击此链接获取申请表。