中國(guó)黑龍江省漠河縣北極鎮(zhèn)地處北緯53度以上的高緯度地區(qū)，是中國(guó)最北部的村鎮(zhèn)。從北極鎮(zhèn)向北再走1000米，就是中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所漠河空間環(huán)境觀測(cè)站。
1988年籌建，1991年建成，從簡(jiǎn)陋的觀測(cè)儀器到形成4種空間環(huán)境連續(xù)觀測(cè)手段，從早期每次觀測(cè)需用一個(gè)多小時(shí)到現(xiàn)在“10分鐘內(nèi)拿下”，從以手抄數(shù)據(jù)年報(bào)到當(dāng)前數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，駐守漠河站30余年的站長(zhǎng)李來(lái)順對(duì)這里如數(shù)家珍。
“在老一輩科學(xué)家的不懈努力下，這里已發(fā)展成為擁有地磁、電離層和中高層大氣多學(xué)科綜合觀測(cè)手段的現(xiàn)代化地球物理野外臺(tái)站。”中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員李國(guó)主對(duì)慕名探訪的中新社記者說(shuō)，這是中國(guó)境內(nèi)最北端的空間環(huán)境野外觀測(cè)臺(tái)站，堪稱最早感知“天外客”的“哨兵”。
李國(guó)主說(shuō)，地球兩極區(qū)域磁力線呈開放狀，來(lái)自太陽(yáng)的能量和物質(zhì)通過(guò)極區(qū)開放的磁力線與地球交互，再向地球的中低緯地區(qū)傳遞和滲透。在越高的緯度開展空間環(huán)境監(jiān)測(cè)，就可能越早感知甚至預(yù)報(bào)日地空間環(huán)境事件的發(fā)生。
這個(gè)“哨兵”已在國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目“東半球空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測(cè)子午鏈”中建功?？茖W(xué)家們利用漠河站地磁和電離層觀測(cè)數(shù)據(jù)，揭示了磁暴期間電離層與等離子體層物質(zhì)交換的耦合關(guān)系，為理解并預(yù)報(bào)空間天氣奠定基礎(chǔ)。
電離層是指距地60千米至1000千米環(huán)繞地球的帶電粒子層。電離層既對(duì)太陽(yáng)的能量注入有反應(yīng)，同時(shí)也可受到臺(tái)風(fēng)等地球天氣的影響，因而變化莫測(cè)。當(dāng)電離層急劇變化時(shí)，地面無(wú)線電通訊常會(huì)受到嚴(yán)重破壞，如導(dǎo)致星地通訊鏈路中斷使衛(wèi)星導(dǎo)航和定位等失效，危害國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人身安全。
想要摸清電離層的變化規(guī)律，獲取中高層大氣變化特征尤為重要。不過(guò)，氣象氣球很難探測(cè)40千米以上高度，衛(wèi)星又運(yùn)行在兩三百千米以外，中間一直是觀測(cè)“盲區(qū)”。
隨著科技發(fā)展，人們?cè)O(shè)計(jì)出多種儀器來(lái)監(jiān)測(cè)這一區(qū)間的動(dòng)態(tài)，捕捉“天外客”的蛛絲馬跡。比如流星雷達(dá)，它通過(guò)發(fā)射固定頻率的無(wú)線電波，接收從流星反射回來(lái)的回波信號(hào)，獲取流星尾跡所在高度的背景風(fēng)場(chǎng)、大氣溫度和密度等信息。漠河站每日可以觀測(cè)到其上空1萬(wàn)至2萬(wàn)多顆流星。
有趣的是，從漠河站沿著東經(jīng)120度經(jīng)度線向南推進(jìn)，緯度間隔約10度均勻分布著北京站、武漢站和三亞站。“堪稱是觀測(cè)與研究眾多地球空間物理現(xiàn)象的‘黃金鏈’。”中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所副所長(zhǎng)魏勇介紹，這條臺(tái)鏈經(jīng)過(guò)東亞電離層異常區(qū)域及蒙古地磁場(chǎng)異常區(qū)域。
魏勇表示，以子午工程二期推進(jìn)為契機(jī)，他們將進(jìn)一步完善漠河站的綜合監(jiān)測(cè)能力，新增雙通道光學(xué)干涉儀和增強(qiáng)型激光雷達(dá)等設(shè)備，把這里打造為空間環(huán)境綜合觀測(cè)基地，駐扎最北邊陲，探索科學(xué)前沿，服務(wù)民眾福祉。
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