刘院士说，地球空间是继陆地、海洋和大气层之后，与人类活动息息相关的“第四领域”。它是人造地球卫星、载人航天、航天飞机和空间站的飞行区域，是目前人类开发和利用太空资源，从事对地观测与太空科学试验、进行太空军事进攻与防御的主要活动领域，也是危害人类活动与生存环境的空间灾害天气的直接发生地。

    在太阳活动和行星际扰动影响下，地球空间经常发生爆发性的剧烈扰动。科学家将这些扰动统称为地球空间暴，主要是磁层亚暴、磁暴、磁层粒子暴、电离层暴和热层暴，它们是最主要的空间灾害天气。迄今已发生的6000多起以上的卫星故障中，大约40％是由空间环境异常引起的。地球空间暴是产生航天器故障、威胁宇航员安全、导致通信中断和影响导航与定位精度的主要原因。现代和未来的空间战和信息战，离不开对地球空间天气和环境的了解和预测。研究地球空间暴的形成和演化过程及预报模型，可为空间灾害天气预报提供理论基础，为建设航天环境保障体系和国家安全防御体系提供科学数据，具有重要的应用前景。

    地球空间暴的形成和演化是地球空间天气过程的主要形式，是太阳风——舷激波与磁鞘区——磁层顶边界层——磁尾——内磁层——极区电离层——热层的链锁变化过程和多空间层次的耦合过程。地球空间全球性的大尺度结构和动力学特性，往往由发生在各层次间边界区的小尺度过程所控制。地球空间暴多层次的耦合，主要是经过长时间、大尺度的能量积蓄，然后通过短时间、小尺度的突变过程实现的，其驱动、触发（ Trigger＆Onset）和演化是多时空尺度相互作用的结果。地球空间暴的演化都包含多个跨度很大的空间和时间尺度。这是目前日地空间物理学集中研究的重大前沿领域之一。

    地球空间暴的多空间层次和多时空尺度的相互作用涉及许多等离子体物理的基本过程，如无碰撞场重联，无碰撞激波，等离子体波、等离子体不稳定性和反常输运，带电粒子和等离子体增能与加热，磁流体和等离子体湍流等。这些等离子体物理过程是宇宙和天体物理中的普遍现象，但在地面实验室中却不能实现或不易研究。对这些现象和物理过程的研究，可以推动空间天气和行星空间环境比较研究的发展，同时带动其他相关学科（如太阳物理、天体物理），特别是等离子体物理学的发展，具有重大的科学意义。

    科技日报 2003年1月22日