南極的極夜即將來臨，中國(guó)南極考察隊(duì)正迎來一年中觀測(cè)極光的黃金時(shí)期。在這片冰雪覆蓋的大陸上，科研人員通過研究極光這一自然奇觀，逐步揭開全球空間天氣的變化規(guī)律。極光是太陽(yáng)活動(dòng)與地球磁場(chǎng)、大氣層相互作用的結(jié)果，當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)攜帶的帶電粒子撞擊地球時(shí)，南北磁極附近的磁場(chǎng)匯聚區(qū)成為粒子進(jìn)入大氣層的主要通道，高能粒子與大氣分子碰撞激發(fā)出絢麗的光帶。

位于南極的中山站因其獨(dú)特的地理位置，成為開展極光研究的理想場(chǎng)所。中國(guó)極地研究中心的科研人員介紹，2025年，基于中山站長(zhǎng)期積累的極光觀測(cè)數(shù)據(jù)，我國(guó)科學(xué)家首次在國(guó)際上提出“極光漣漪”概念。這一發(fā)現(xiàn)指出，極光弧邊緣的條紋狀綠色發(fā)光結(jié)構(gòu)可能與等離子體梯度漂移不穩(wěn)定性有關(guān)，為理解極光形成機(jī)制提供了新視角。全天空成像儀和極光光譜儀等先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用，使科研人員能夠全面記錄極光的動(dòng)態(tài)變化，并通過光譜分析反推太陽(yáng)風(fēng)粒子的能量特征。

除了極光觀測(cè)，激光雷達(dá)技術(shù)在南極空間天氣研究中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。高層大氣對(duì)極光活動(dòng)的響應(yīng)可通過激光雷達(dá)精確捕捉，其原理類似于為大氣繪制“心電圖”。通過發(fā)射激光束并分析散射信號(hào)，科研人員能夠獲取從地面到高空數(shù)百公里范圍內(nèi)的溫度、風(fēng)場(chǎng)和大氣成分?jǐn)?shù)據(jù)。在強(qiáng)磁暴等極端空間天氣事件期間，激光雷達(dá)與極光觀測(cè)設(shè)備協(xié)同工作，為構(gòu)建“太陽(yáng)風(fēng)-磁層-電離層-大氣層”耦合模型提供核心數(shù)據(jù)支持。

南極的極端環(huán)境對(duì)科研工作提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在零下40攝氏度的低溫中，考察隊(duì)員需持續(xù)維護(hù)激光雷達(dá)等精密儀器。一位參與過多次極地考察的科研人員回憶，某次暴風(fēng)雪后，雷達(dá)設(shè)備被深雪掩埋，團(tuán)隊(duì)花費(fèi)數(shù)小時(shí)挖掘才使其恢復(fù)運(yùn)行。“當(dāng)儀器重新啟動(dòng)的那一刻，所有人都松了一口氣，這種經(jīng)歷是極地科研的獨(dú)特印記。”

自2010年以來，中國(guó)在中山站建立了國(guó)際領(lǐng)先的極區(qū)高空大氣物理觀測(cè)系統(tǒng)，并與北極黃河站形成共軛觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。這一布局使我國(guó)成為全球少數(shù)具備南北極同步觀測(cè)能力的國(guó)家之一。基于極區(qū)觀測(cè)數(shù)據(jù)，我國(guó)科學(xué)家在極光動(dòng)力學(xué)、電離層擾動(dòng)和空間等離子體波等領(lǐng)域取得多項(xiàng)突破，相關(guān)成果為空間天氣預(yù)警和衛(wèi)星導(dǎo)航安全提供了重要參考。

極光研究不僅關(guān)乎科學(xué)探索，更與人類日常生活息息相關(guān)。強(qiáng)烈的極光活動(dòng)往往預(yù)示著地磁暴的發(fā)生，可能干擾衛(wèi)星通信、電網(wǎng)運(yùn)行和航空導(dǎo)航。中山站的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)已應(yīng)用于空間天氣預(yù)警系統(tǒng)，為保護(hù)太空和地面基礎(chǔ)設(shè)施提供支撐。在這片寂靜的冰雪世界中，中國(guó)科研人員正用堅(jiān)持與智慧，解碼來自宇宙的“低語(yǔ)”。