值守在祖国最北端的观天测地人,我在祖国最北

来源:http://www.020tL.com 作者:科技资讯 人气:55 发布时间:2019-09-24
摘要:时值2月,我国最北端——漠河,气温低到可以泼水成冰。 2月2日,祖国版图最北端的漠河,上午9时30分,气温零下24摄氏度。 祖国最冷的北端 观测站里热火朝天 搓搓手,52岁的站长李

时值2月,我国最北端——漠河,气温低到可以泼水成冰。

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2月2日,祖国版图最北端的漠河,上午9时30分,气温零下24摄氏度。

祖国最冷的北端 观测站里热火朝天

搓搓手,52岁的站长李来顺从一栋黄色小楼走出,前往不远处的地磁观测室,准备开展地磁场基准测量。这里,坐落着中国科学院地质与地球物理研究所漠河观测站,得天独厚的空间环境观测地理位置优势,使其成为我国开展日地空间环境监测的前哨站点。

漠河台站的科研人员在讨论流星雷达接收天线的维护情况。新华社记者 金立旺摄

李来顺从两层的小办公楼里走了出来,来到东侧30米外的测量室。这里是中科院地质地球所的漠河观测站。因为是周五,按照惯例,李来顺需要操作CJ6仪器,开展地磁场基准测量。虽然气温很低,但李来顺走进测量室之前还是脱下了大衣,把一切带有铁制品的衣着全部留在了屋外。因为测量地磁是不能有铁玩意儿作伴的。

2月2日,祖国版图最北端的漠河,上午9时30分,气温零下24摄氏度。

这一天是周五,按照惯例,李来顺需要操作相关仪器,记录下地磁场的长期变化。走进观测室之前,这位东北汉子脱下大衣,把一切带有铁制饰品的衣着全部留在了屋外。根据他的经验,地球的磁场太弱,为保证测量数据的准确性,测量人员不能携带任何铁磁物,哪怕是衣服上有颗铁制纽扣也不行。

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这样的操作,52岁的李来顺已经干了30年了。他是漠河站的负责人。

李来顺从两层的小办公楼里走了出来,来到东侧30米外的测量室。这里是中科院地质地球所的漠河观测站。因为是周五,按照惯例,李来顺需要操作CJ6仪器,开展地磁场基准测量。虽然气温很低,但李来顺走进测量室之前还是脱下了大衣,把一切带有铁制品的衣着全部留在了屋外。因为测量地磁是不能有铁玩意儿作伴的。

严谨负责的工作作风,是驻守漠河观测站30余年的李来顺长期坚持的。

在漠河县北极村雪地上,科研人员使用自主研发的地面电磁探测系统探测地下结构,在低温中调试设备。新华社记者 金立旺摄

漠河站是设在我国最北端开展空间环境观测的地球物理野外台站,主要用于我国空间环境扰动观测研究,特别是来自北极高纬度地区的扰动及其传播。在祖国的最北端设站意义重大,因为来自太阳的能量和物质都是通过地球两极开放的磁力线与地球交互,进而向地球的中低纬地区传递和渗透。

这样的操作,52岁的李来顺已经干了30年了。他是漠河站的负责人。

在地球的两极,磁力线呈开放状。来自太阳的能量和物质通过极区开放的磁力线与地球交互,进而向地球的中低纬地区传递和渗透。例如,极光,它是日地空间环境事件的光学表现,在剧烈的地磁暴中极光带可以从极区延伸到中高纬地区。而在越高的纬度地区开展空间环境监测,越有利于研究日地空间环境事件的来源和机理,越能尽早地感知和预报日地空间环境事件的发生,避免这些事件对人类生产和生活造成破坏性的后果。

中科院地质与地球物理研究所漠河台站,是我国最北的空间环境野外观测台站。在这里,每天的观测数据不间断地传回1500公里外的北京。这些数据经过科学家的实时分析,可能被写进报告中、用到论文里,并向全世界共享。剧烈太阳活动对地球空间环境的影响,通常从高纬度地区向低纬度地区传递和渗透,地处最北端的漠河台站是我国本土开展空间环境观测的绝佳场所,科学家尤为看重它所采集的数据。

提起漠河,人们首先想到的是那里的严寒。科技日报记者来到漠河时,全副“武装”。白天的气温已经低到零下18摄氏度,晚上则是零下37摄氏度。“上周更冷呢。夜里的温度有零下47摄氏度。”当地村民对前一段的寒流记忆犹新。

漠河站是设在我国最北端开展空间环境观测的地球物理野外台站,主要用于我国空间环境扰动观测研究,特别是来自北极高纬度地区的扰动及其传播。在祖国的最北端设站意义重大,因为来自太阳的能量和物质都是通过地球两极开放的磁力线与地球交互,进而向地球的中低纬地区传递和渗透。

1988年,中科院决定在漠河县北极镇北约1公里处,建设我国最北端开展空间环境观测的地球物理野外台站。那时,刚刚高中毕业的李来顺听闻消息应试,不久以第一名的成绩入驻观测站,从此踏上了漫漫观测路。

有研究价值的观测数据,需要长期持续的观测。隆冬2月是漠河的极寒时节,气温最低达零下40多摄氏度。记者近日走进漠河台站时,科学家和台站工作人员还在为保障数据传输紧张忙碌着。

寒冷,对记者来说是巨大的考验,但对李来顺和他的两个同事来说就是家常便饭了。测量室里的温度也就3—4度,必须保持恒温,因为测量仪器有些“娇气”。李来顺和同事每次观测都要持续一个多小时,一人观测,一人记录。室内室外耐寒抗冻已经成了他们的基本功。

提起漠河,人们首先想到的是那里的严寒。科技日报记者来到漠河时,全副“武装”。白天的气温已经低到零下18摄氏度,晚上则是零下37摄氏度。“上周更冷呢。夜里的温度有零下47摄氏度。”当地村民对前一段的寒流记忆犹新。

最初的好奇与一腔热忱很快被冰冷的现实打败:在漠河,一年中近三分之二的时间是寒冬,最低气温动辄零下四五十摄氏度。冰天雪地中,李来顺和同事需要常常趴在地上,一人观测,一人记录。因为初期观测设备简陋,每次观测他们需要耗费一个多小时,待结束工作回到室内,手脚早已冻得毫无知觉,半天都缓不过劲来。

建在北极村的观测台站,24小时不间断传输数据

1988年,漠河观测站建立时,李来顺就在此工作。他就是漠河当地人。同现在相比,那时的工作环境和生活环境要艰苦得多。

寒冷,对记者来说是巨大的考验,但对李来顺和他的两个同事来说就是家常便饭了。测量室里的温度也就3—4度,必须保持恒温,因为测量仪器有些“娇气”。李来顺和同事每次观测都要持续一个多小时,一人观测,一人记录。室内室外耐寒抗冻已经成了他们的基本功。

不过与严寒相比,李来顺最担心的是突发意外事件。2015年3月,一场连日的暴雪压断了输电电线。为保障观测数据能够及时传输,李来顺和工作人员启动了备用的柴油发电机,可备用的柴油仅够支撑一天。情况紧急,他只得挨家挨户向村民借柴油渡过难关。那些日子,台站的3位工作人员时刻盯着柴油机,生怕再出故障,整整3天没怎么休息。

北京、哈尔滨、漠河,一路向北,终于到达漠河县的尽头——我国最北的村落北极村,再往北约1公里则是漠河台站。不远处即是中俄边界,蜿蜒而过的黑龙江已是三尺冰封。皑皑白雪、朗朗晴空的映衬下,几栋红黄、红白相间的屋子分外显眼。

观测,记录,维护设备仪器,在年复一年日复一日的重复工作中,李来顺熬白了头发。当然,他也有收获:从1991年开始,他们测量的漠河地磁数据每年都出一本报告,供相关科研人员使用。依据包括漠河等多个观测站多年的自主观测等资料,中科院地质地球所在“电离层变化性的驱动过程”研究中取得了具有国际重要影响的成果,并获得了国家自然科学二等奖。

1988年,漠河观测站建立时,李来顺就在此工作。他就是漠河当地人。同现在相比,那时的工作环境和生活环境要艰苦得多。

观测、记录、维护设备,台站的工作听起来简单但却来不得半点马虎。每天7点开始,查看仪器状态是否正常、数据采集是否连续、网络传输有无异常,并如实记录。这样的工作,每天至少要做4次。“数据写错了,或者不详细都不行。它们是给科学家做研究用的,要非常严谨。”李来顺说。

自1988年漠河台站启动建设以来,李来顺就在这里工作。将近30年的时间,他见证了台站从一栋简易小平房变成功能完备的观测台站的全过程。如今,他的身份是漠河台站负责人,也是台站长期值守的3个工作人员之一。

在漠河,李来顺他们的工作,就像“混凝土中的钢筋——只出力不露面”。

观测,记录,维护设备仪器,在年复一年日复一日的重复工作中,李来顺熬白了头发。当然,他也有收获:从1991年开始,他们测量的漠河地磁数据每年都出一本报告,供相关科研人员使用。依据包括漠河等多个观测站多年的自主观测等资料,中科院地质地球所在“电离层变化性的驱动过程”研究中取得了具有国际重要影响的成果,并获得了国家自然科学二等奖。

日复一日年复一年,在这样单调枯燥的工作中,李来顺将青丝熬成了白发,也见证着台站的“成长”:现在,漠河观测站已发展成为拥有地磁、电离层和中高层大气多学科综合观测手段的现代化地球物理野外台站。在这里,每天的观测数据不间断地传回1500公里外的北京。这些数据经过科学家的实时分析,向全世界共享,为推进相关研究作出了重要贡献。

记者来到漠河台站时,李来顺正在地磁观测室工作。每周两次,上午10点到11点是雷打不动的观测时间。观测仪器固定在高约1米、直径约40厘米的矩形柱体上,记录下地球磁场的长期变化。

冰天雪地中,科技日报记者还见到地质地球所技术与装备中心高级工程师王中兴等人。他们特地赶在漠河最冷的时节来工作,测试自主研制的地面电磁探测仪器。以前这种仪器国内多数单位靠进口,用来勘查地下矿藏,由于国外的垄断,中国人只能高价购买。地质地球所的科研人员新研制了这种探测仪器,它能够测到地下超百公里的地壳结构。王中兴告诉记者:“在来到漠河之前,我们的仪器已经在内蒙古阿拉善地区做了40多摄氏度的高温测试,状况良好。现在我们在漠河还要测试仪器在中国最寒冷地方的使用状况。”

在漠河,李来顺他们的工作,就像“混凝土中的钢筋——只出力不露面”。

比如,基于漠河流星雷达等多台雷达观测,中国科学技术大学中高层大气研究团队等在国际上首次发现,地磁暴能显著影响极区和高纬中层大气密度,影响中层背景大气动力学过程,相关成果发表于美国《地球物理研究快报》。再如,基于漠河地磁和电离层观测,我国科学家发现,磁暴期间距地球约2个地球半径以外等离子体层的消减可能是由于电离层物质供给减少造成的,揭示了磁暴期间电离层对等离子体层的物质调控作用。

中科院地质与地球物理研究所空间环境探测实验室主任李国主介绍,早在1984年,老一辈科学家就筹划在漠河县建站观测地球磁场。选址北极村,看重的是这里得天独厚的空间环境监测位置。

王中兴等人的测试工作在距离漠河站500米之外的一片茫茫雪海中。他们先将二三十厘米厚的积雪清除掉,在大约4平方米的地面上将宽频带感应式磁传感器、电场传感器、电磁接收机、电瓶等摊开。为了延长测试时间,电瓶上裹着厚厚的棉被。王中兴说,希望我们的探测仪器能够既耐高温,也耐严寒。

冰天雪地中,科技日报记者还见到地质地球所技术与装备中心高级工程师王中兴等人。他们特地赶在漠河最冷的时节来工作,测试自主研制的地面电磁探测仪器。以前这种仪器国内多数单位靠进口,用来勘查地下矿藏,由于国外的垄断,中国人只能高价购买。地质地球所的科研人员新研制了这种探测仪器,它能够测到地下超百公里的地壳结构。王中兴告诉记者:“在来到漠河之前,我们的仪器已经在内蒙古阿拉善地区做了40多摄氏度的高温测试,状况良好。现在我们在漠河还要测试仪器在中国最寒冷地方的使用状况。”

如今,看着台站一天天发展壮大,瞅着一本本红色证书,李来顺心满意足,“搞研究、写论文我不懂,但能为科学服务,我感到很高兴。别看我们只是把数据传回去,没有直接参与研究,但时常想,这些成果里还有我们的功劳呢”。

这是因为,地球时刻受太阳活动的影响。在地球两极,磁力线是开放的,太阳活动剧烈时,来自太阳的能量和物质通过极区开放的磁力线与地球交互。这时,抛射的带电粒子流进入地球大气层就可以产生美丽的极光。这些能量可由高纬度向低纬度地区传递和渗透,在高纬度地区开展观测,能尽早感知日地空间环境事件的发生,理解日地空间环境事件的来源和机理,从而避免给人类带来破坏性的后果。

往常一提科研,人们想到的可能多是研究大楼和实验室。其实,对地质地球所的科研人员来说,严寒中的观测、酷暑中的观测都是常态,科研人员经常是冬趋寒冷夏赴高温。

王中兴等人的测试工作在距离漠河站500米之外的一片茫茫雪海中。他们先将二三十厘米厚的积雪清除掉,在大约4平方米的地面上将宽频带感应式磁传感器、电场传感器、电磁接收机、电瓶等摊开。为了延长测试时间,电瓶上裹着厚厚的棉被。王中兴说,希望我们的探测仪器能够既耐高温,也耐严寒。

(原载于《经济日报》 2018年2月21日 1版)

走出地磁观测室,一座30多米高的银白色天线塔与雪地相映成趣。这是用于电离层观测的测高仪发射天线,在它的附近有4根呈三角形分布的接收天线。通过垂直向上发射扫频的无线电波、接收电离层反射回波信号,科学家可以由此推断出电离层的参数信息。

对他们而言,科研也是一种修行。

往常一提科研,人们想到的可能多是研究大楼和实验室。其实,对地质地球所的科研人员来说,严寒中的观测、酷暑中的观测都是常态,科研人员经常是冬趋寒冷夏赴高温。

云顶集团4008线路检测,电离层在离地面约60千米—1000千米的高空,但它和人们的生活息息相关。这个环绕地球的带电粒子层,对卫星通信和导航定位等有着重要的影响,科学家了解电离层变化规律,进而对紧急情况做出预警,对保障无线电通信等意义重大。

(原载于《科技日报》 2018-02-07 03版)

对他们而言,科研也是一种修行。

漠河台站还能监测流星。流星雷达天线阵列包含一根发射天线,以及5根呈十字叉分布的接收天线,它们零星点缀在雪地中,接收的流星回波信号实时传向后台。在监测机房,记者看到,电脑画面上呈现的不同大小和亮度的柱状结构,就是流星进入地球大气层后产生的等离子体尾迹反射无线电波造成的。根据这些观测,科学家能揭示出流星出现高度的风场、温度和密度等背景大气状态。

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这里最初只有地磁观测,一年传一次数据;现在成为集合地磁、电离层和中高层大气等综合观测的野外台站,24小时不间断地传输数据。李来顺感慨:“有了国家的支持,这个边陲小站才有机会快速成长。”

台站选址远离城镇和公路,观测工作最考验耐心和细心

如今的北极村,已经是小有名气的雪乡,成为来东北旅行的热门目的地之一。时下,不少人正从全国各地来到这里,体验酷寒天气,到我国最北端“找北”。但相比日渐热闹的北极村,1公里外的漠河台站依旧“高冷”。

云顶集团用户登录,由于观测台站要尽量避免人类活动的干扰,选址时台站有意远离城镇和公路。李来顺说,虽然是土生土长的北极村村民,可这30年,自己一年差不多有1/3的时间都待在站上,有时候感觉“自己不太像村里人了”。

大约半个月前,漠河县下了一场大雪,气温持续走低,雪停后气温有所回升,可低温还是零下40多摄氏度。挂在屋外的红辣椒冻得像硬塑料一样。夜间,空气因寒冷显得凝重、安静。只身待在台站,遥望村中灯火人家,感到浑身孤寂、寒凉。

台站要做的工作看起来并不复杂,但很考验耐心和细心。每天早上7点,工作人员第一件事是检查观测仪器,查看它们工作是否正常,数据采集是否连续,网络传输有无异常。接着,在日记本和电子文档中,记录下每套仪器的状态。这样的检查,每天至少要做4次。

“数据写错了,或者不详细都不行。它们是给科学家做研究用的,要非常严谨。”李来顺说。

由于地处偏远的极寒区域,漠河台站观测工作也曾面临不少挑战。观测数据需要实时传输,漠河台站离村中心比较远,网络没有铺过去,只是拉了一根电话线。随着数据量越来越大,传输有时就会发生“拥堵”,造成延时。直到2016年,台站接上了光纤,传输问题才得到解决。

李来顺最担心的,则是断电造成的数据传输中断。2015年3月,一场连日的暴雪,压断了输电电线。为保障数据传输,李来顺和工作人员启动了备用的柴油发电机。大雪漫漫,数日不绝,电力线路要三四天后才能恢复,而备用的柴油只够支撑一天,他挨家挨户地向村民借柴油,才挺了过来。那些天,台站的3位工作人员时刻盯着柴油机,生怕再出故障,整整3天没怎么休息。

在工作人员的精心维护下,漠河台站观测设备近些年持续保持稳定运行,多种设备连续多年被“子午工程”评为优秀设备。观测的数据还支撑了一批重要的研究成果。比如,中科院国家空间科学中心的研究团队利用漠河站观测数据,揭示了磁暴期间电离层对等离子体层的物质调控作用,是“子午工程”首批重要成果。

近期,利用漠河台站流星雷达等多台雷达观测,中国科技大学团队等在国际上首次发现,地磁暴能显著影响极区和高纬中层大气密度,影响中层背景大气动力学过程。

未来,漠河台站还将配备一系列观测“利器”

从10月到次年5月,漠河台站都是漫长的冬季。5月,雪水融化,草长鱼肥,漫山遍野点缀着土生土长的野花——达达香,就来到一年最美的季节。然而夏季往往也是工作人员最忙的日子。一些兄弟单位的科学家和学生有时也会来考察交流,做研究。

目前,中科院地质与地球物理研究所沿着东经120度子午线建成了四站多点的空间环境观测链。从北到南,纬度间隔约10度均匀布局,依次为漠河站、北京站、武汉站、三亚站,此外还在南北极设有观测站点。这些观测站是国家重大科技基础项目“子午工程”的一个非常重要的组成部分。

在“子午工程”二期规划建设中,作为我国北部的重点观测区域,漠河台站将配备一系列神通广大的观测“利器”,包括双通道光学干涉仪、全天空气辉成像仪和增强型激光雷达等。

在漠河台站附近一处开阔的雪地上,来自中科院地质与地球物理研究所技术与装备研发中心的科研人员正在测试自主研发的地面电磁探测系统。借助探求地下电磁信号的“火眼金睛”,这套装备能看清地下矿物电性结构。

这是这些设备首次迎接极寒环境的挑战。过去,此类设备被国外品牌垄断,中科院地质与地球物理研究所技术与装备研发中心副主任王中兴说,在漠河极寒的环境下设备验证有效,以及前期大量对比试验与工程实践,增强了国产化的信心。

测试人员已经在极寒条件下工作了一个多星期。王中兴告诉记者,未来将把国产的地面地磁探测系统布设到漠河等台站,开展地球深部电性构造长期观测,为地球深部科学研究提供更多有价值的数据。

漠河台站是我国本土开展空间环境监测的最北站点,是监测来自北极空间环境扰动的前哨站。科学家认为,了解和尽早感知日地空间环境的变化还需要更多观测支撑,这就需要在漠河部署新一代雷达,用更先进的无线电和光学手段,增强对更高纬度电离层动力学过程探测能力,进而掌握日地空间环境更多有价值的一手数据。

云顶集团注册送28,观测设备越来越多,李来顺没有一点畏难。“我把漠河台站当家,看到家里功能更齐全,自然高兴。搞研究、写论文我不懂,但能为科学服务,做出我们的贡献,我感到很高兴。别看我们只是把数据传回去,没有直接参与研究,但时常想论文里还有我们的功劳呢。”李来顺自豪地说。

(原载于《人民日报》 2018年2月12日 20版)

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