劉院士説，地球空間是繼陸地、海洋和大氣層之後，與人類活動息息相關的“第四領域”。它是人造地球衛星、載人航太、太空梭和空間站的飛行區域，是目前人類開發和利用太空資源，從事對地觀測與太空科學試驗、進行太空軍事進攻與防禦的主要活動領域，也是危害人類活動與生存環境的空間災害天氣的直接發生地。

    在太陽活動和行星際擾動影響下，地球空間經常發生爆發性的劇烈擾動。科學家將這些擾動統稱為地球空間暴，主要是磁層亞暴、磁暴、磁層粒子暴、電離層暴和熱層暴，它們是最主要的空間災害天氣。迄今已發生的6000多起以上的衛星故障中，大約40％是由空間環境異常引起的。地球空間暴是産生航太器故障、威脅宇航員安全、導致通信中斷和影響導航與定位精度的主要原因。現代和未來的空間戰和資訊戰，離不開對地球空間天氣和環境的了解和預測。研究地球空間暴的形成和演化過程及預報模型，可為空間災害天氣預報提供理論基礎，為建設航太環境保障體系和國家安全防禦體系提供科學數據，具有重要的應用前景。

    地球空間暴的形成和演化是地球空間天氣過程的主要形式，是太陽風——舷激波與磁鞘區——磁層頂邊界層——磁尾——內磁層——極區電離層——熱層的鏈鎖變化過程和多空間層次的耦合過程。地球空間全球性的大尺度結構和動力學特性，往往由發生在各層次間邊界區的小尺度過程所控制。地球空間暴多層次的耦合，主要是經過長時間、大尺度的能量積蓄，然後通過短時間、小尺度的突變過程實現的，其驅動、觸發（ Trigger＆Onset）和演化是多時空尺度相互作用的結果。地球空間暴的演化都包含多個跨度很大的空間和時間尺度。這是目前日地空間物理學集中研究的重大前沿領域之一。

    地球空間暴的多空間層次和多時空尺度的相互作用涉及許多電漿體物理的基本過程，如無碰撞場重聯，無碰撞激波，電漿體波、電漿體不穩定性和反常輸運，帶電粒子和電漿體增能與加熱，磁流體和電漿體湍流等。這些電漿體物理過程是宇宙和天體物理中的普遍現象，但在地面實驗室中卻不能實現或不易研究。對這些現象和物理過程的研究，可以推動空間天氣和行星空間環境比較研究的發展，同時帶動其他相關學科（如太陽物理、天體物理），特別是電漿體物理學的發展，具有重大的科學意義。

    科技日報 2003年1月22日