新華社北京/南極中山站2月3日電　題：中國科學家在南極“追光”

  新華社記者顧天成、徐鵬航

  2月，隨着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餘年來，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”。

  當太陽噴射出由質子、電子等帶電粒子組成的“太陽風”以每秒數百公里向地球席捲而來，地球磁場擋住了絕大多數粒子的衝擊。但在南北磁極附近，地球磁力線形成匯聚區，使得更多太陽風粒子進入，高能粒子與大氣分子碰撞激發，便形成極光現象。

  2025年，極夜期間中山站開展極光與激光雷達協同觀測。（受訪者供圖）

  “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説，中山站位於地球極隙區緯度上，正是開展相關研究的最佳區域。

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

  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，這裡正開展全方位、多手段的空間環境監測，告訴人們空間天氣的變化。

  “在極區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）研究員胡澤駿説。

  激光雷達勾勒大氣“心電圖”

  極光發生的時刻，激光雷達能夠精細診斷距離人類更近的大氣層産生了何種響應。

  中國極地研究中心（中國極地研究所）研究員黃文濤説，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”。

  2025年4月，中國第41次南極考察中山站越冬隊員黃川在調試激光雷達。（受訪者供圖）

  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，能繪製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和成分。

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

  在南極，激光雷達與極光觀測協同，正為構建具有自主知識産權的“太陽風-磁層-電離層-大氣層”耦合模型，注入核心觀測數據。

  在極寒大陸聆聽“宇宙低語”

  極區是全球大氣環流的關鍵一環，也是空間天氣影響地球最直接、最強烈的區域。

  “劇烈的極光活動也可能是強烈地磁暴前兆，影響衛星導航、通信和電網。”孫繼承説，中山站極光監測數據可用於空間天氣預警，助力守護太空和地面基礎設施安全。

  2025年12月，中國極地研究中心（中國極地研究所）副研究員孫繼承向中山站空間物理觀測棟走去，預備開展日常觀測。新華社記者顧天成 攝

  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高空大氣物理觀測系統，並與北極黃河站構成了國際上為數不多的極區共軛觀測&站和相應的數據分析平台。

  近年來，以極區觀測為基礎，我國又在極光、極區電離層、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”並不容易，零下40攝氏度的極寒環境中，工作人員持續值守調試激光雷達。

  黃川難忘自己和隊友們在暴風雪後，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”。