中國科學家在南極“追光”

2月，隨著南極的極夜日益臨近，中國南極考察隊也將迎來“追光”時刻。

　　30余年來，科研人員透過天穹絢爛的光影流變，探尋全球空間天氣的變化規(guī)律。

　　絢麗極光是空間天氣“預報員”

　　極光是太陽與地球磁場、大氣層共同演奏的“能量交響樂”。

　　“各色極光如絲帶般舞動，如霓虹燈般絢麗多姿。”中國極地研究中心（中國極地研究所）副研究員、中國第42次南極考察中山站越冬隊員孫繼承說，中山站位于地球極隙區(qū)緯度上，正是開展相關研究的最佳區(qū)域。

　　中國極地研究中心（中國極地研究所）副研究員李斌表示，2025年5月，通過對中山站所獲得的極光全天空等數(shù)據(jù)進行綜合分析，我國科研人員首次在國際上提出了“極光漣漪”概念，即發(fā)現(xiàn)在極光弧邊緣的條紋狀綠色發(fā)光結構，可能是由極光沉降粒子激發(fā)的等離子體梯度漂移不穩(wěn)定性導致的。

　　全天空成像儀擁有魚眼鏡頭，記錄整個天穹的光影流變；極光光譜儀像一位“光之解碼師”，通過分析光的波長反推沉降粒子的能量……走進中山站空間物理觀測棟，這里正開展全方位、多手段的空間環(huán)境監(jiān)測，告訴人們空間天氣的變化。

　　“在極區(qū)開展高空大氣物理觀測對建立空間天氣模型、改進無線電遠距離通信、確定衛(wèi)星軌道等方面具有重要意義。”中國極地研究中心（中國極地研究所）研究員胡澤駿說。

　　激光雷達勾勒大氣“心電圖”

　　極光發(fā)生的時刻，激光雷達能夠精細診斷距離人類更近的大氣層產生了何種響應。

　　中國極地研究中心（中國極地研究所）研究員黃文濤說，激光雷達通過捕捉高層大氣的溫度驟升、風場紊亂等細微變化，仿佛在勾勒大氣的“心電圖”。

　　中山站布設的鈉熒光多普勒激光雷達、拉曼測溫激光雷達等設備向天頂發(fā)射極細的激光束，通過分析大氣分子散射回來的光信號，能繪制出從地面直至高空的溫度、風場和成分剖面圖，研究大氣本身的狀態(tài)和成分。

　　“針對一些特殊的空間天氣事件，如強磁暴活動，站區(qū)激光雷達還會聯(lián)合空間物理觀測設備開展協(xié)同觀測。”中國第41次南極考察中山站越冬隊員黃川說。

　　在南極，激光雷達與極光觀測協(xié)同，正為構建具有自主知識產權的“太陽風-磁層-電離層-大氣層”耦合模型，注入核心觀測數(shù)據(jù)。

　　在極寒大陸聆聽“宇宙低語”

　　極區(qū)是全球大氣環(huán)流的關鍵一環(huán)，也是空間天氣影響地球最直接、最強烈的區(qū)域。

　　“劇烈的極光活動也可能是強烈地磁暴前兆，影響衛(wèi)星導航、通信和電網。”孫繼承說，中山站極光監(jiān)測數(shù)據(jù)可用于空間天氣預警，助力守護太空和地面基礎設施安全。

　　2010年以來，中國科學家們已在中山站建立起國際先進的極區(qū)高空大氣物理觀測系統(tǒng)，并與北極黃河站構成了國際上為數(shù)不多的極區(qū)共軛觀測臺站和相應的數(shù)據(jù)分析平臺。

　　近年來，以極區(qū)觀測為基礎，我國又在極光、極區(qū)電離層、空間等離子體波等多方面取得了一系列研究成果。

　　在極寒大陸解碼“宇宙低語”并不容易，零下40攝氏度的極寒環(huán)境中，工作人員持續(xù)值守調試激光雷達。

　　黃川難忘自己和隊友們在暴風雪后，合力從深雪中挖出被掩埋的雷達設備，“當它重新正常工作時，我們歡呼雀躍，仿佛自己也通過了極地的終極考驗”。

來源：人民網－人民日報海外版