"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。
這里是中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所北京空間環(huán)境國家野外科學(xué)觀測研究站北京主站,在過去30多年時間里,它與其他三個"兄弟"子站一道,構(gòu)成了一道跨越中國南北的"黃金鏈"。
天上的"無影手"
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,它無時無刻不在發(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)動力來自太陽活動。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實驗室副主任劉立波告訴《中國科學(xué)報》記者,"雖然對于地面上的我們來說,太陽看上去并無變化,但其實它并不'老實',非常'調(diào)皮',如果我們從太空中觀測太陽,會看到持續(xù)的活動,包括光線、粒子和磁場的爆發(fā)等等。"
當(dāng)太陽風(fēng)暴的能量注入到電離層時,電離層就會有所反應(yīng)。在電離層急劇變化期間,無線電通訊經(jīng)常受到嚴(yán)重破壞,甚至破壞輸電網(wǎng),給國民經(jīng)濟(jì)、人身安全造成極大危害。
而地面的上的溫室效應(yīng)也會對電離層帶來影響,從而影響高空的空間環(huán)境。
"大氣的稠密度會影響衛(wèi)星、空間碎片等的運行軌道,一旦運行軌道變化,將可能對我們的空間站、衛(wèi)星等帶來不可預(yù)測的威脅。"劉立波說,"所以我們必須要對電離層進(jìn)行密切的監(jiān)測,這對民用和軍事都至關(guān)重要。"
四大"眼線"串起"黃金鏈"
上世紀(jì)八十年代初,我們國家迎來了科學(xué)的春天,這時,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我國地球物理科學(xué)觀測研究的進(jìn)步,最有效地觀測我國上空地磁場和高空大氣的變化與擾動傳播,科學(xué)家們思來想去,決定在地面上布設(shè)幾個"眼線"。
1985年,研究所在昌平建設(shè)了北京野外科學(xué)觀測研究站,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)了三個子站。
"從地理位置上看,這幾個臺站的觀測范圍經(jīng)過了東亞電離層異常區(qū)域、蒙古地磁場異常區(qū)域等多個重要區(qū)域,跨越中緯與低緯地區(qū),可以說是觀測研究地球空間環(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)境探測實驗室原主任寧百齊說。
在觀測研究內(nèi)容上,這條觀測鏈以空間環(huán)境中涉及的磁層、電離層、中高層大氣以及地球磁場為主要觀測和研究對象,具有同時觀測我國空間環(huán)境不同經(jīng)緯度變化、不同空間層次和不同觀測參量的能力。
如今,在這條"黃金鏈"的支撐下,科學(xué)家得以開展空間物理研究和空間天氣預(yù)報模式研究,以及相關(guān)的空間技術(shù)應(yīng)用研究,對我國空間和國防工程應(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
在我國北方邊陲漠河,夏天很短暫,冬天卻很漫長,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)費只有2萬多元,冬天地磁觀測房間里沒有暖氣,儀器要開機工作,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。臺站工作人員在室外走上一圈,進(jìn)來全身都是白的,卻只能燒點柴火取取暖。
"那時候當(dāng)?shù)乩习傩招稳菸覀兣_站人員遠(yuǎn)看像撿破爛的,近看像要飯的,仔細(xì)一看原來是科學(xué)院的"。寧百齊自嘲地說。
野外觀測要長期堅守,很是寂寞。但一代代科研人員從未放棄,他們要在中國的最北端,建成一座現(xiàn)代化的地球物理野外臺站。
在科研人員的堅持和呵護(hù)下,漠河站慢慢發(fā)展壯大,成為中科院日地空間環(huán)境觀測研究網(wǎng)絡(luò)骨干臺站、國家重大科技基礎(chǔ)項目"子午工程"重要臺站、國際電離層無線電觀測網(wǎng)站點,積累了大量觀測數(shù)據(jù),支撐產(chǎn)出了一批重要的研究成果。
漠河站的觀測條件也在中科院支持下逐步改善,安上了公共暖氣、自來水,觀測設(shè)備更加自動化,科研人員再也不需要穿著軍大衣、趴在地上觀測天空了。
但他們的心仍然火熱,能做的事情也更多了。在國家項目的支持下,科研人員目前正在漠河調(diào)試自主研發(fā)的地面電磁探測裝備。"我們要測試這些新的國產(chǎn)儀器裝備在極寒條件下的運行情況,儀器的可靠性與穩(wěn)定性,以其盡快打破國外的技術(shù)壟斷與封鎖。"中科院地質(zhì)地球所副所長底青云說。
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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