"十五"是我国空间天气研究规划的起步阶段，也是最关键的第一步。我们根据空间天气研究的国际发展趋势，结合国家的战略需求和我们的基础与优势，并与国家其它重大科技计划构成链条和互补，以及与国际同步发展的思考，确定六大研究主题：空间天气驱动源，行星际空间天气过程，地球空间天气过程，空间天气过程中若干重要的等离子体理论问题，空间天气对人类活动的影响及其模式和预报方法，空间天气探测新概念和新方法。 围绕上述六大研究主题，根据基金优先资助领域遴选的原则，确定"十五"期间资助重点包括：

(1) CME和耀斑的各种前兆和产生条件

通过观测深入、全面了解它们的初发过程和动力学演化过程，建立有关它们演化的唯象和物理模型；确定它们的磁场、物质、动量和能量的输出，为空间天气的研究提供初、边值条件；通过理论研究和数值模拟，研究不同条件下CME和耀斑的触发机制和形成过程。

(2) CME源区物理参数及对地有效性。

利用空间紫外和X射线观测资料，配合地面多波段观测，证认CME的日面源区，特别是研究源区磁场的基本结构和演化特征、磁场与等离子体的相互作用、源区动力学特征及低日冕源区的活动现象等，寻找产生CME源区的主要特性和规律，为研究CME的初发条件提供依据。同时深入研究对CME近地效应起决定性作用的物理参数及其物理原因，为预报提供可靠的基础。

(3) 太阳高能粒子诊断和加速机制

利用地面射电、光学资料以及空间高能探测资料，着重研究高能粒子的能谱和演化，研究诊断高能粒子低能粒子和不同高能粒子能量分布的新方法，确定高能粒子加速区的位置和物理参数，理论研究耀斑和CME中高能粒子加速的机制和途径；为空间天气中的粒子事件和效应提供基本依据

(4) 日地行星际空间的三维结构及其演化

由太阳等离子体和磁场输出源表面结构及其演化为基础决定的行星际空间的三维结构，是了解日地行星际空间天气过程和各种磁场拓扑结构和等离子体参数空间分布的基础，行星际空间中各种结构间的相互作用过程、太阳活动的调制以及如何给出自洽的太阳等离子体和物质输出源表面结构以及相关的数值方法，是它的主要研究难点。该问题刚刚起步，我们有一定基础和优势，可望取得重要突破。

(5) 日冕物质抛射－行星际扰动－地磁活动链基本过程及因果链模式

把太阳日冕物质抛射引起的行星际扰动和产生的地磁活动作为一个相互有机联系的链来研究是当前国际空间天气研究的主要发展趋势之一。它涉及日冕物质抛射机制、日冕区的复杂磁结构和各向异向等离子体流动、CME通过日冕和行星际的统一处理、地球附近行星际扰动的时空间特征与地磁活动间的联系，等等重要课题。我们较早提出了开展这一优先研究方向的计划（简称《SIGMA Weather》计划）。已有一定基础，可望取得重要进展。

(6) 不同行星际扰动与磁层顶边界层的相互作用

研究不同的行星际扰动对舷激波的穿越过程及其在磁鞘区中的演变特性；分析不同行星际条件下磁鞘区场和等离子体的多尺度结构；探讨不同行星际条件下磁鞘边界区、磁层顶电流片和磁层边界区的三维多尺度结构及其与磁层电场、对流和电流体系的关系。从而揭示影响不同的磁层天气的能量输入与传输过程。

(7) 磁层亚暴和磁暴的机理与模型

探索不同类型的磁层亚暴的触发机理和全球模型；揭示强磁暴环电流离子，特别是起源于电离层的氧离子的传输、加速与注入过程与消失机理；研究磁暴与亚暴的关系及相关的动力学过程；建立磁暴与亚暴对行星际扰动的响应和预报模型。

(8) 磁层粒子事件的起源和辐射带动态模型

研究亚暴时极区电子的沉降过程和离子的上行与加速过程；揭示相对性电子暴的形成和再分布过程；研究辐射带粒子的起源、注入和损失机制及辐射带动态结构；和应用部门合作，探讨高能带电粒子对航天器的相互作用与效应，建立实用的相对论性电子暴和辐射器动态模型。

(9) 电离层暴和骚扰的触发及演化

充分发挥我国跨中低纬度及地形、海陆分布形成的地理特点，在加强电离层与热层、中低层大气耦合过程中低纬度和赤道现象的观测研究的同时，特别注重电离层暴期间高纬现象和高纬向低纬扰动传输（南北耦合）的研究和地磁暴的关系，揭示电离层暴和骚扰的触发及演化规律。

(10) 电离层不规则结构及电波闪烁规律

研究我国特定地理条件下电离层的基本地域特征，探讨扰动电离层和不规则结构的中低纬形态特征及其沿磁力线的结构，分析扰动电离层和不规则结构对高频传播和数据传输的影响，为电离层不规则结构及电波闪烁预测模型的建立奠定物理基础。

(11) 中高层大气对太阳扰动和低层大气扰动的响应方式

建立以高空激光雷达、VHF雷达、MF雷达和其他观测设备组成的多参量协调观测系统，研究中高层大气中天气事件的强度、空间结构和时间变化；中高层大气各种过程之间的相互作用，粒子沉降和安培力产生的大尺度重力波，以便深入探讨中高层大气对太阳扰动和低层大气扰动的响应方式。

(12) 磁场重联的基本物理过程

磁场重联是空间天气过程中许多暴发现象的起因。太阳大气磁场重联、磁层顶边界区磁场重联和地球磁尾磁场重联的研究，对揭示CME、耀斑、磁暴和磁层亚暴的机理，具有关键意义。由于条件和参数不同，日地空间不同区域的磁场重联在驱动因素和磁场形态等方面可能各有不同，但其基本过程是共同的。为了认识磁场重联的基本物理过程?quot;十五"期间除展开二维和三维磁流体力学模拟研究外，还应对三维磁场重联过程中磁场拓扑位形的变化、磁能与等离子体热能和动能的相互转化、带电粒子的加热和加速以及伴随重联的各种波动等过程，开展理论研究和混合模拟及完全粒子模拟研究。只有弄清这些基本的物理过程，才能了解磁场重联在各种空间暴发现象中的真正作用。

(13) 带电粒子加速和波-粒子相互作用

带电粒子加速是日地空间各个区域和许多空间天气现象中共同存在的又一重要的物理过程。太阳活动通过高能带电粒子及各种等离子体波动影响空间环境。带电粒子（等离子体）与各种波动在空间传播过程中相互作用，可产生丰富多彩的空间物理现象。等离子体输运系数（反常电阻率、扩散系数、粘滞系数等）和各种辐射机制，往往与许多微观等离子体物理过程有关，涉及到等离子体不稳定性和波-粒子之间的相互作用。对这些过程的深入认识，不仅有助于解释观测到的空间天气现象，而且可为空间天气预报寻找指示性的标志。

(14) 空间天气对信息系统的影响与对策

研究磁暴、电离层暴、电离层闪烁、电离层突然骚扰对通信、导航定位、遥感侦察、测量控制等无线电系统信号传播的影响，为信息系统的效应评估提供模式，并提出无线电系统效应防护的新技术、新概念。研究信息系统预报模式，为空间天气效应预报提供科学基础。

(15) 空间天气对空间材料的损伤机理与防护

重点研究空间高能带电粒子对太阳能电池的影响、高能电子对卫星充放电和电子器件的影响、辐射剂量对空间材料的效应、单离子效应等。为航天应用提供效应评估模式，提出防护对策。为提高航天技术系统抵御恶劣空间天气的能力，提供设计规范的科学依据。

(16) 空间天气恶劣条件对生命过程的影响及防护

空间恶劣天气条件下宇航员不仅舱外行走在高真空失重、电导率接近无穷大、超音速太阳风暴吹过的特殊环境中，还要遭遇到高能带电粒子流轰击，加之舱内长期的失重生活等，所有这些特殊的空间环境对其新陈代谢过程、神经系统、免疫功能以及遗传基因等与生命过程有关的影响机理研究，及其可能的防护措施，都是极具探索性的重要课题。

(17) 空间天气过程的综观模式及预报方法研究

建立太阳活动、行星际扰动与磁层顶相互作用、电离层扰动、磁尾状态的预报模型，在此基础上，把统计的、经验的、数值的和理论的各种模型结合起来，形成空间天气综观预报模式，研究和发展预报磁暴、亚暴、粒子暴等各种灾害性事件的新方法。

(18) 空间天气探测新技术、新方法

空间天气探测包括对太阳驱动源的形成一演化、太阳风暴通过行星际空间的传播过程和地球空间响应的全程监测。"十?quot;期间，下列各方面的新方法、新技术的研究应得以优先发展：高分辨率太阳X射线成像方法和技术；行星际CME的监测；太阳高能粒子探测的新方法、新技术；太阳表面全矢量高精度磁图的测量方法和技术；测量中高层大气密度、压强、温度、成分、风场的新方法和精度优于5%的遥感仪器；测量电离层电流、电离层扰动、电离层闪烁、通讯信号衰减、时延等参数和特性的新方法和新仪器，及极光、辐射带和环电流的成像观测技术。

(19) 空间天气探测系列卫星新概念研究

空间天气探测系列卫星的概念性研究，包括探测太阳高能粒子强度与能谱、对CME进行成像观测的空间射电低频频谱日像仪、探测顶部电离层电子密度、电场和电流、高精度地测量中高层大气密度、压强和风场的高层大气成像、对内、外辐射带形态进行整体成像观测的系列卫星等。概念性研究包括：科学目标、轨道参数、预期成果、有效载荷方案和关键技术及其论证、卫星平台方案及其可行性论证、地面观测系统方案、科学数据处理方案，以及与国际有关空间天气卫星的互补等。