2024年12月5日，美国国家科学院（NAS）发布十年调查报告《太阳和空间物理学的下一个十年探索：探索和保护人类的太空家园》^[1]（以下简称“十年调查”），旨在推动在下一个十年加深对空间物理的理解，研究地球、太阳及其周围空间环境之间的复杂相互作用，保护地球免受空间天气的有害影响，并支持人类的空间探索。“十年调查”识别出未来十年太阳和空间物理学领域的最高优先级科学问题，提出全面且平衡的研究战略，并提出具体发展建议。

1、愿景。“十年调查”为未来十年的太阳和空间物理学制定了两项愿景：研究和探索，以发现本地宜居宇宙的秘密；应用科学以扩展和保护人类在太空中的家园。第一项愿景包含两项任务，分别是：探索周边的空间，以了解宇宙中唯一已知的宜居系统；开发理论和模型解释日球层中的物理和相互联系，并了解宇宙中其他区域的宜居条件。第二项愿景也包含两项任务，分别是：分析空间环境以预测其未来变化；开发工具和产品，发布空间天气预警和预报，并保护地球上及以远的活动。

2、太阳和空间物理学研究前沿。太阳和空间物理学的愿景和任务对应了一系列关键问题和重点领域，这些问题和领域是未来十年科学和空间天气研究的重点目标，反映了太阳和空间物理学领域的现状及其亟待解决的问题。

（1）科学主题。包括3个重点领域：①太阳-地球-空间：我们相互联系的家园，其关键问题包括：日球层如何作为一个嵌套系统发挥作用；日球层系统边界如何彰显自身；日地系统各部分如何相互作用。②空间实验室：理解的基石，其关键问题包括：太阳全球磁场如何产生和维持以及其周期性变化的原因；爆炸现象如何在日球层中产生和消散，哪些基本过程有助于能量转换；基本过程如何控制跨尺度耦合以及这些过程的全局特性和后果。③新环境：探索宇宙近邻及以远，其关键问题包括：人类可从行星系统的比较研究中学到什么；为什么太阳及其环境与其他类似恒星不同；哪些内部和外部特征在创造宜居环境中发挥了作用。

（2）空间天气主题。包括3个重点领域：①空间天气的驱动因素，其关键问题包括：太阳喷发：电磁辐射（例如耀斑）、太阳高能粒子、日冕物质抛射；大气驱动。②物理系统的空间天气响应，其关键问题包括：近地轨道中性密度；电离层状态；磁层状态。③空间天气对基础设施和人类健康的影响，其关键问题包括：载人任务辐射；航空辐射环境；航天器效应；电离层高频信号传播；近地轨道卫星和碎片轨迹；地电场。

3、综合研究战略。“十年调查”建议制定一项全面均衡的研究战略，以实现在科学和空间天气主题下的所有领域都取得进展。该战略包括3个要素，即用于协调数据收集的集成“日球层系统实验室”（HSL）；用于组织支持性研究和技术计划的多样化、现实、集成、有一定风险、用于教育的（DRIVE+）计划；以及确定优先投资，为未来十年及长远做好准备。“十年调查”还针对性地提出了具体建议，主要包括：

（1）整体布局。美国国家科学基金会（NSF）应制定一项全机构层面的战略空间天气计划；NSF和美国国家航空航天局（NASA）的空间天气研究计划应针对优先的空间天气目标进行重点规划；美国国家海洋和大气管理局（NOAA）应新设一项空间天气研究计划，开发能够满足运行要求的大规模预测空间天气模型；NASA应扩大支持空间天气计划的空间飞行验证，支持更大规模的独立空间天气验证任务。

（2）重点方向。未来十年，NSF的最高优先级大基础设施项目是“下一代全球振荡网络组”（ngGONG）；NASA应建立旗舰级的日球层物理学科学建模计划，以解决学界广泛关注的日球层物理问题，并维持强大而充满活力的“探索者”计划；“日-地探测器”计划的最高优先事项是研究太阳风、磁层和电离层之间的系统级全球耦合，同时解析中尺度动力学，对可开展原位测量和遥感的异构星座任务提出了需求；NASA“与日同在”计划的最高优先事项是探索太阳极区，以理解极地磁场和流动揭示出的太阳全球动力学、支配太阳发电机和太阳活动周期的机制。

（3）人才培养。NASA、NSF和NOAA应开发可系统性收集目前太阳和空间物理学领域人力资源统计信息的方法；NASA、NSF应扩大太阳和空间科学对教育的影响，具体包括开发针对K-12及大学生的太阳和空间科学教材；NSF应继续并扩大对太阳和空间物理学领域地球空间科学大学教师发展的支持。                             （王海名）