"那里車進(jìn)不去了,得走上去。"
大巴車停在了北京昌平十三陵德勝口村附近的一條山溝溝里,順著科研人員指著的一條土路,人們頂著十三陵刺骨的冷風(fēng),開(kāi)始往山坡上爬。十幾分鐘后,一座富有年代感的低矮小樓,出現(xiàn)在大家面前。
這里是中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所北京空間環(huán)境國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站北京主站,在過(guò)去30多年時(shí)間里,它與其他三個(gè)"兄弟"子站一道,構(gòu)成了一道跨越中國(guó)南北的"黃金鏈"。
天上的"無(wú)影手"
我們普通人看天空,看到的是白云藍(lán)天,日月星辰。但在科學(xué)家眼中,天空可不像看上去那么平靜,它無(wú)時(shí)無(wú)刻不在發(fā)生著劇烈的變化,進(jìn)而深刻地影響著人類賴以生存的地球。
而這一切,尤以電離層最為典型。電離層是一個(gè)環(huán)繞地球的帶電粒子層,含有相當(dāng)濃度的電子和離子,高度一般距離地面60~1000千米。
電離層變化的主要驅(qū)動(dòng)力來(lái)自太陽(yáng)活動(dòng)。中科院地質(zhì)與地球物理研究所地球與行星物理中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任劉立波告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者,"雖然對(duì)于地面上的我們來(lái)說(shuō),太陽(yáng)看上去并無(wú)變化,但其實(shí)它并不'老實(shí)',非常'調(diào)皮',如果我們從太空中觀測(cè)太陽(yáng),會(huì)看到持續(xù)的活動(dòng),包括光線、粒子和磁場(chǎng)的爆發(fā)等等。"
當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)暴的能量注入到電離層時(shí),電離層就會(huì)有所反應(yīng)。在電離層急劇變化期間,無(wú)線電通訊經(jīng)常受到嚴(yán)重破壞,甚至破壞輸電網(wǎng),給國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人身安全造成極大危害。
而地面的上的溫室效應(yīng)也會(huì)對(duì)電離層帶來(lái)影響,從而影響高空的空間環(huán)境。
"大氣的稠密度會(huì)影響衛(wèi)星、空間碎片等的運(yùn)行軌道,一旦運(yùn)行軌道變化,將可能對(duì)我們的空間站、衛(wèi)星等帶來(lái)不可預(yù)測(cè)的威脅。"劉立波說(shuō),"所以我們必須要對(duì)電離層進(jìn)行密切的監(jiān)測(cè),這對(duì)民用和軍事都至關(guān)重要。"
四大"眼線"串起"黃金鏈"
上世紀(jì)八十年代初,我們國(guó)家迎來(lái)了科學(xué)的春天,這時(shí),中科院地質(zhì)與地球物理研究所的科學(xué)家們思考著如何推動(dòng)我國(guó)地球物理科學(xué)觀測(cè)研究的進(jìn)步,最有效地觀測(cè)我國(guó)上空地磁場(chǎng)和高空大氣的變化與擾動(dòng)傳播,科學(xué)家們思來(lái)想去,決定在地面上布設(shè)幾個(gè)"眼線"。
1985年,研究所在昌平建設(shè)了北京野外科學(xué)觀測(cè)研究站,并在此后十余年間,沿東經(jīng)120度子午線附近,從我國(guó)大陸最北端到最南端,緯度間隔約10度均勻布局,先后在漠河、武漢和三亞建設(shè)了三個(gè)子站。
"從地理位置上看,這幾個(gè)臺(tái)站的觀測(cè)范圍經(jīng)過(guò)了東亞電離層異常區(qū)域、蒙古地磁場(chǎng)異常區(qū)域等多個(gè)重要區(qū)域,跨越中緯與低緯地區(qū),可以說(shuō)是觀測(cè)研究地球空間環(huán)境現(xiàn)象的一條'黃金鏈'。"中科院地質(zhì)與地球物理所研究員、空間環(huán)境探測(cè)實(shí)驗(yàn)室原主任寧百齊說(shuō)。
在觀測(cè)研究?jī)?nèi)容上,這條觀測(cè)鏈以空間環(huán)境中涉及的磁層、電離層、中高層大氣以及地球磁場(chǎng)為主要觀測(cè)和研究對(duì)象,具有同時(shí)觀測(cè)我國(guó)空間環(huán)境不同經(jīng)緯度變化、不同空間層次和不同觀測(cè)參量的能力。
如今,在這條"黃金鏈"的支撐下,科學(xué)家得以開(kāi)展空間物理研究和空間天氣預(yù)報(bào)模式研究,以及相關(guān)的空間技術(shù)應(yīng)用研究,對(duì)我國(guó)空間和國(guó)防工程應(yīng)用發(fā)揮了重要作用。
但是,仰望星空不總是一件浪漫的事。
在"神州北極"仰望星空
在我國(guó)北方邊陲漠河,夏天很短暫,冬天卻很漫長(zhǎng),最低溫度經(jīng)常在零下40度以下。上世紀(jì)80年代,漠河站一年經(jīng)費(fèi)只有2萬(wàn)多元,冬天地磁觀測(cè)房間里沒(méi)有暖氣,儀器要開(kāi)機(jī)工作,要先用電燈泡烤一烤。
可是,儀器至少能用上"電暖氣",待遇比人好。臺(tái)站工作人員在室外走上一圈,進(jìn)來(lái)全身都是白的,卻只能燒點(diǎn)柴火取取暖。
"那時(shí)候當(dāng)?shù)乩习傩招稳菸覀兣_(tái)站人員遠(yuǎn)看像撿破爛的,近看像要飯的,仔細(xì)一看原來(lái)是科學(xué)院的"。寧百齊自嘲地說(shuō)。
野外觀測(cè)要長(zhǎng)期堅(jiān)守,很是寂寞。但一代代科研人員從未放棄,他們要在中國(guó)的最北端,建成一座現(xiàn)代化的地球物理野外臺(tái)站。
在科研人員的堅(jiān)持和呵護(hù)下,漠河站慢慢發(fā)展壯大,成為中科院日地空間環(huán)境觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)骨干臺(tái)站、國(guó)家重大科技基礎(chǔ)項(xiàng)目"子午工程"重要臺(tái)站、國(guó)際電離層無(wú)線電觀測(cè)網(wǎng)站點(diǎn),積累了大量觀測(cè)數(shù)據(jù),支撐產(chǎn)出了一批重要的研究成果。
漠河站的觀測(cè)條件也在中科院支持下逐步改善,安上了公共暖氣、自來(lái)水,觀測(cè)設(shè)備更加自動(dòng)化,科研人員再也不需要穿著軍大衣、趴在地上觀測(cè)天空了。
但他們的心仍然火熱,能做的事情也更多了。在國(guó)家項(xiàng)目的支持下,科研人員目前正在漠河調(diào)試自主研發(fā)的地面電磁探測(cè)裝備。"我們要測(cè)試這些新的國(guó)產(chǎn)儀器裝備在極寒條件下的運(yùn)行情況,儀器的可靠性與穩(wěn)定性,以其盡快打破國(guó)外的技術(shù)壟斷與封鎖。"中科院地質(zhì)地球所副所長(zhǎng)底青云說(shuō)。
寧百齊還記得自己1997年第一次到漠河站的那一晚,天空黑洞洞的,銀河系群星璀璨,一顆彗星掛在天上,將他的心全部照亮。
邊塞苦寒之地,在那一刻成為世外桃源。
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