喜迎十八大·走進國家重點實驗室

　　隨著9月22日的臨近，人們不免又記起美國國家科學院在2009年1月發布的一份特別報告。這份報告稱2012年9月22日將爆發強烈的太陽風暴，并帶來災難。

　　不過科學家們說了，目前還無法準確預測太陽強風暴的日期，所以公眾不用為這份報告擔憂。那么將來，有沒有可能準確預報太陽風暴呢？

　　如何提高空間天氣預報的效率？這正是空間天氣學國家重點實驗室的研究目標之一。

　　在太陽風暴的“引誘”下，記者走進位于中科院國家空間科學中心的國家重點實驗室。走出7樓電梯，首先映入眼簾的就是一個大室徽。“最上面紅色的半個圓圈代表太陽，中間部分是行星際，最下面是太陽。S、W兩個字母，代表聯系日地空間關系的空間天氣Space Weather。”黃朝暉研究員告訴記者。

　　空間天氣是指由太陽活動引起的高度動態的短時間尺度的條件變化。自1957年人造衛星上天，人類進入空間時代后，衛星、通信、導航、氣象預報等都離不開空間天氣預報。正因此，上世紀90年代后期，空間天氣研究迅速成為國際科技活動的熱點和重大前沿領域之一。空間天氣學重點實驗室的前身是1993年成立的中科院日球物理數值開放研究實驗室。2006年被科技部批準新建國家重點實驗室，并于2009年通過建設驗收，2010年正式成為國家重點實驗室的一員。

　　黃朝暉首先帶記者來到子午工程科學運行中心。這里的主角是兩臺超級計算機。其中一臺為子午工程量身定做的專用高性能計算平臺，擁有128個雙核處理器，在2006年中國超級計算機100強中名列45位。這臺機器為子午工程運行計劃的制定、子午工程物理與應用預報模式的大規模計算以及空間環境數據的三維可視化提供支撐。

　　說到這，得先介紹下子午工程。“你看，這是北起漠河，經北京、武漢，南至海南并延伸到南極中山站，以及東起上海，經武漢、成都，西至拉薩的15個監測臺站。”黃朝暉指著示意圖解釋道，“子午工程就是將這些監測臺站建成一個以鏈為主、鏈網結合的，運用地磁（電）、無線電、光學和探空火箭等多種手段的監測網絡。”它是我國空間科學領域的首個國家重大科技基礎設施項目。

　　該工程的15個監測臺站、95臺監測設備探測到的數據先上傳到數據節點站，經初步處理后傳輸到子午工程數據中心，最終由眼前這兩臺高性能計算機來處理。

　　“中間這臺是共享內存的高性能計算機，運行效率更高，它是剛剛到位的。”黃朝暉介紹道，以前需要耗費3個月的計算量，現在一天就能完成。

　　這么高級的“家伙”當然要精心呵護。這里的溫度要保持在24.5℃左右，所以室內有3臺空調同時工作。如果沒有特殊需要的話，研究人員也沒有必要去“招惹”那兩個價值近千萬的“寶貝”。

　　這兩臺高性能計算機是空間天氣數值預報模式研發與演示系統的組成部分。該系統也是空間天氣學重點實驗室的重要研究方向之一。在這個大“機房”的隔壁，就是二維和三維演示系統。戴上3D眼鏡，就能欣賞到模擬太陽風與地球磁層相互作用的“3D大片”。

　　在子午工程數據與通信中心，記者看到中間的大屏幕顯示了數據匯集、分發、后處理進度，及硬件設備狀態等信息。在大屏幕兩側遠程場景監視系統上，北京、海南、廣州等數據節點的運行狀況一目了然。比如，對海南觀測站的觀測設備在北京可以對其進行遠程控制和操縱。當數據到達數據中心，左邊的電視墻會實時顯示相應的可視化圖形。

　　“監測數據到達數據中心后，后處理過程會自動啟動。數據經預處理、標準化、可視化、存儲備份等步驟后，進入數據庫并在數據門戶網站進行共享，同時提供給中國氣象局等用戶單位。”姚久勝副研究員告訴記者。