太阳出现耀斑和日冕物质抛射等短时间尺度的剧烈活动，造成地球磁层、电离层和中高层大气的强烈扰动，这类活动通常称之为空间天气事件。空间天气事件会对现代高技术系统，如航空、航天、导航通信、电力油气管网等，造成严重影响，它会造成天基或地基技术系统功能下降或者报废、航天员等人员健康受到损害，从而导致国民经济蒙受损失、国家安全受到威胁。因此，对太阳风暴等空间天气事件的监测、预报和预警工作越来越重要。
通常，太阳活动爆发后向空间抛射大量的物质和能量会以增强的电磁辐射、高能带电粒子流和高速等离子体云的形式表现出来，这三种形式能量会依时间次序先后到达地球，引发一系列空间天气灾害事件（如图1）。当前，太阳活动正处于第25活动周的峰年。2024年3月23日太阳爆发1个X1.1级大耀斑，与其伴随的日冕物质抛射（CME）先后到达地球，引发了强烈的地磁扰动，此次太阳爆发事件强度大、持续时间长，为第25太阳活动周以来最受关注的太阳风暴。
图1 太阳活动爆发对地球空间的三轮攻击示意图（图片来源：空间环境预报中心）
我国首颗地球物理场探测卫星“张衡一号”，已在轨运行6周年，虽超期服役但卫星平台及载荷等各系统仍正常运转，依然具备对空间天气事件的精细观测能力，可用于灾害性空间天气事件监测预警应用。在本次空间天气事件中其观测的空间电磁场、电离层原位等离子体参数及高能粒子通量等均出现了剧烈的扰动。先后观测到了第一波太阳耀斑X射线，第二波太阳质子事件，以及第三波地球地磁场磁暴及其引发的电离层等离子体和高能电子扰动（图2）。
图2 “张衡一号”卫星对耀斑X射线、太阳质子事件和磁暴期间高能电子注入的观测
基于“张衡一号”卫星地磁场观测计算得到的Dst指数（红线），也与国际地磁数据中心地基观测计算的Dst指数（黑线）结果一致（图3）。
图3 基于张衡一号卫星构建的Dst（红线）与国际地磁数据中心发布的Dst指数比较
对这三波太阳活动信号的全链条观测，反映了“张衡一号”卫星对太阳活动引起的空间灾害有较好的监测能力，能够精准呈现空间天气事件的发展过程。未来，我们仍可以期待，“张衡一号”卫星在空间天气灾害监测预警、通讯导航环境支撑等方面良好的应用前景。
