中国科学报 | 徐寄遥： 让中国空间天气研究有自主设备与数据 ...

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◎记者 倪思洁


徐寄遥 受访者供图
过去40年时间里，中国科学院国家空间科学中心（以下简称空间中心）研究员徐寄遥一直有个梦想：用自主的数据做自主的科研。
作为1978级大学生，徐寄遥亲历过做科研缺乏自主探测数据的痛苦。如今，作为国家重大科技基础设施——空间环境地基综合监测网（子午工程二期）总工程师，他和团队共同建设的子午工程，已成为覆盖日地空间全圈层的、全球最大的空间环境地基综合监测网。
这张网，撑起了中国空间天气研究地基数据的根基，让中国在该领域从“跟跑”迈向“领跑”，也让徐寄遥的梦想得以成为现实。
一篇论文带来的“刺痛”
1984年，徐寄遥考上中国科学院空间物理研究所（空间中心前身）的硕士研究生，做大气遥感相关研究。
硕士期间，他写了一篇与大气遥感方法有关的论文，提出了一种新的反演算法。投稿时，审稿人回了一句话：“任何一个好的方法都需要实验数据来验证。”
这句话非常中肯，却也像一根刺扎进他心里。他费了很大力气提出了一个好方法，却因为没有高光谱探测数据验证，说服力大打折扣。而在当时的中国，这样的数据几乎一片空白。
想要数据，只能找国外机构。他给国外多家机构写信，申请使用他们的地基和卫星探测数据。有人回了信，寄来一大摞数据磁带盘。“每个盘很大很沉，放在一个箱子里面寄过来。”徐寄遥说，对方还附了一句话，让他把数据拷完之后，把盘再寄回去。
徐寄遥照做了。他至今记得那种滋味：我们自主的探测是极大的短板，国外给什么数据，我们就用什么数据。很难按照自己的思路开展探测，做出原创性成果。
此后，徐寄遥开始尝试开展计算机模拟方面的研究工作，这类工作对探测数据的依赖度没那么高，可以在一定程度上摆脱数据匮乏的困境。但他心里清楚，模拟数据终究代替不了实测数据，没有自己的探测数据，研究依旧像空中楼阁。
转机出现在2008年，当时“东半球空间环境地基综合监测子午链”（子午工程一期）的建设正式启动。
“子午工程对于我国空间物理学研究具有里程碑的意义。”徐寄遥说，它为渴望自主探测数据的中国年轻科研人员带来了希望。
由于徐寄遥此前的研究工作一直与中高层大气光谱探测相关，他也因此成为子午工程一期中被动光学系统的负责人。
被动光学系统，是一套观测高层大气中气辉的强度、分布和扰动的设备，探测到的数据可以用来研究中高层大气光化学和动力学及其扰动过程和机理。
“但在当时，我们的技术能力有限，子午工程一期的许多设备是从国外进口的，有些是整机进口的。”徐寄遥回忆，他们的主要工作是安装和调试那些买来的设备，用于分析数据。
“观测设备光靠买不行”
子午工程一期共建设了15个台站，徐寄遥负责的被动光学系统只占其中的“一个半台站”。
“一个半”里的“一个”是河北兴隆站，那里配备了全天空气辉成像仪、光学干涉仪的完整被动光学系统；“半个”是海南富克站，由于经费紧张，当时只配备了全天空气辉成像仪，没有光学干涉仪。
子午工程一期建设过程中，徐寄遥发现了问题：一个半台站的观测覆盖范围太小，不足以来研究中高层大气扰动，并且“观测设备光靠买不行”。
2010年，子午工程一期还在建设过程中，他就带着团队一边开展子午工程建设，一边筹措经费，摸索着研制气辉成像仪和光谱仪等被动光学设备。
他们研制出了可拆分的全天空气辉成像仪，便于携带运输和野外现场组装调试。“当时，我们的一台设备成本三十几万元，而进口设备要近一百万元并且不便于野外运输，尤其不便于在山区和农村的安装。”徐寄遥说。
为了避开城市光污染，他们按照一定的科学目标和布局，把台站选在偏远山区和农村。大家一个个地方跑，和有平坦房顶的当地老乡商量，在他们的房顶上架设备。
他们遭遇过一些老乡的拒绝。“被拒绝了又怎么样呢，没什么丢人的，只要能安上设备、得到数据，我就很高兴了。”徐寄遥说。
他们也曾被老乡们的热情打动。在青海西宁，出租车司机听说他们要找没光污染的地方，主动说“你别去那边，有好几个水泥厂，夜间光污染肯定很严重”，然后拉着他们连跑三个村子，最终找到了合适的房顶。在山东荣成海边一个老乡家，设备架设了好几年，每次他们去调试和维修，老乡都准备一大桌子菜。“那些老乡太淳朴了，我们与他们建立了深厚的友谊。”徐寄遥说。
从2010年到2016年，6年时间，徐寄遥带着团队建起近20个台站，组成双层气辉探测网。这是国际首个双通道、网络化气辉成像探测系统，探测范围覆盖中国大陆全域。
依托这一特色探测系统所获取的高质量数据，研究团队在中高层大气的辐射过程、光化学反应、动力学过程及其耦合机制等方面取得了一系列受国内外同行认可的成果。团队受邀在国内外重要学术会议上作报告十余次，显著提升了我国在该研究方向的国际影响力。
新任务和新希望
2019年，团队又一次迎来新任务和新希望——子午工程二期启动建设。徐寄遥出任子午工程二期总工程师。
与子午工程一期相比，子午工程二期建设任务量成倍增加。子午工程一期建设了15个台站、87台套设备，到二期时要拓展至31个台站、282台套设备。留给他们的时间只有5年。
子午工程二期更大的压力和挑战来自技术。子午工程二期计划建设一系列国际先进的大型设备，国际上买不到，全部要靠自主研发。“从常规设备到大型设备，几乎都是自主研制。”徐寄遥统计过，子午工程二期的设备自主化达到了90%以上。
自主化道路并不平坦。部分设备缺乏前期技术积累，方案不得不反复迭代。为此，徐寄遥不断拓展本专业之外的诸多领域——太阳射电、无线电雷达、激光雷达、地磁等，面对技术难度大的大型设备，依靠集体的智慧，组织多轮专家论证，群策群力，推动样机测试、修改、再测试，一步步向前迈进。
“有时候，工程上的事情会让我整晚睡不着觉，很焦虑。”他说，那5年，他几乎把自己的科研任务全部放下，全身心地投入子午工程的建设任务。
让他庆幸的是，子午工程二期建设在总指挥、空间中心主任王赤院士以及常务副总指挥邹自明研究员的指导和严格管理下推进，他们深入一线指挥决策，确保了工程的高质量实施；同时，子午工程一期的建设和运行过程中，已经锻造出一支高水平、能吃苦、能战斗、有朝气且团结一心的子午工程团队，这是子午工程高质量顺利实施的重要基石。
在子午工程团队的集体努力下，2025年3月21日，子午工程二期顺利通过国家验收，圆环阵太阳射电成像望远镜、三站式非相干散射雷达、激光雷达、高频雷达、中间层-平流层-对流层（MST）雷达、行星际闪烁监测望远镜等设备性能及关键技术达到国际先进或领先水平。
时至今日，子午工程所有31个台站、282台套设备平稳地运行，监测从太阳到地球之间的空间环境变化。自主监测的数据源源不断地从各地汇聚至北京怀柔的子午工程综合信息与运控中心。
当梦想变成现实时，徐寄遥也到了退休的年纪。从向国外要数据到在山区老乡房顶上建起双层气辉探测网，再到建成全球最大的空间环境地基综合监测网，徐寄遥觉得时光没有白费。
如今，他还在为促进子午工程探测数据应用于空间天气研究和预报服务而忙碌。他终于有时间回到自己最感兴趣的科研领域，利用自主的探测数据，按照自己的科学思路开展研究工作。
来源：《中国科学报》 (2026-06-11 第4版 人物)




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