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巡天遥看北极光:我北极考察站首任站长杨惠根专访

http://www.sina.com.cn 2004年07月29日19:41 新华网

  新华网斯匹次卑尔根群岛(挪威)7月29日电(记者 李斌)

  “如果没有北极,极地科考就不完整。”7月28日,中国第一个北极科学考察站正式建成。建成仪式上,39岁的中国极地研究中心副主任、北极科学考察站首任站长杨惠根目光炯炯,显得格外精神。这位四上北极、一下南极的科学家,是如何走上极地之路的?在他的眼中,极地考察是怎样的一幅图景?“在南极一呆就是14个月”

  杨惠根无疑是“慧根独具”。1983年,他以高分考上全国空间物理教育方面的“翘楚”——武汉大学空间物理系,在这所全国最美丽的学校竟然一呆就是九年,一直读到博士毕业。本科四年,他只用三年就学够了学分,和82级的“师兄”们一起拿到学士学位,成为由湖北省教委特批提前毕业的学生。

  “1985年,我看了一部反映南极长城站的纪录片,触动很大。因为在学校进行的电离层研究都是中低纬度,而极地地处高纬,如果能去的话,高、中、低就都有了。”

  20世纪90年代初,正值中国极地研究所(中国极地研究中心前身)建所不久,极地科研急需人才。1992年,杨惠根如愿以偿来到上海,成为极地研究所引进的第二位博士。“目的很明确,就是做极光研究。”

  日本是全世界极光研究比较先进的国家。1992年11月,进所不到四个月的杨惠根就被派到日本南极站学习极光观测和研究,这一去就是14个月。冬夏交替,他很快就掌握了日本的极光观测系统。“日本人为什么愿意我们去学习,关键就是因为中山站的地理位置很好,可以和它们互补。”

  1994年起,他作为主要骨干筹建了南极中山站的极光现象综合观测系统和国内的极光与磁层物理分析实验室。杨惠根无意间成为中国极光观测的开拓者之一。

  “经过连续10年的极光观测,中山站已经积累了丰富的数据和资料,而且接近太阳黑子11年的周期,资料极具价值。”坐在沙发上的他站起来,伸出右手5个指头说:“在南极的众多考察站中,中山站极光观测的水平可以排在前5位。”

  科学研究需要厚积薄发。他和同事开发了我国第一套功能齐全的极光全天空图像处理系统,还在上世纪末首次发现南极冬季正午是极光的一个高发时间段,改变了人们的传统认识,这一发现发表在英国《大气与日地物理杂志》上,他也因此荣获2000年全国日地物理学术年会优秀青年论文奖和中国地球物理学会2000年度青年科技奖。而他领衔的“地球极隙区的电离层踪迹及其动力学研究”研究课题,则获得了国家自然科学基金委4年130万元的重点支持。

  从20世纪50年代起,极地研究就进入了大规模的国际合作阶段。时至20世纪末,这更成为一门需要国际合作的大科学。此后数年中,杨惠根先后多次东赴日本,和日本国立极地研究所、京都大学等单位进行合作研究,时间有长有短,短的数月,长则一年、两年,一直到2000年。夜间极光、午后极光……他在极光研究中的造诣越发成熟和深厚。守望极光:“越黑越好”

  “北极光在天穹下抖动着银光闪闪的面纱:一会儿呈黄色,一会儿呈绿色,一会儿又变成红色,时而舒展,时而收缩,变幻无穷;继而辟开成一条条白银似的多褶的波带,其上闪耀着道道波光,接着又光华全消。不久,天顶上可见微光闪烁,像几朵火苗摇曳,继而一道金光从地平线上冲天而上,逐渐融入月色之中。这时人们似乎可以听到一个正在离去的幽灵的叹息,在天空中留下了几条飘忽的光带,像噩兆似的难以捉摸……”100多年前,挪威著名北极探险家南森日记中对北极光这样描写。

  极光研究是一门非常古老的学科。古代西方传说中,人们认为极光是死去少女的灵魂,认为极光是月光照耀鱼鳞的反射光,或者是北极狐皮毛的反光。身处南欧的著名科学家伽利略由于只能见到红色极光,而误把极光比作晨曦的光,因此英文中的极光就是神话中“黎明女神”的名字。“这是一个不科学的科学术语。”杨惠根评价说。

  随着科学时代的来临,人们对极光有了新的认识。太阳风暴抛出的带电粒子流,最易从地球南北两极进入大气层,相互作用后发生极光现象。太阳风暴的到来,往往使南北极的通讯、航天器受到干扰。“我们可以通过研究极光现象,来研究太阳风暴如何影响地球空间,进而了解空间天气,甚至做出空间天气预报。极光研究不仅是一个世界性科学难题,而且是研究太阳风暴的最好窗口。”

  在研究极光的国家中,挪威、瑞典等国实力很强。“挪威奥斯陆大学就有很强的研究力量。”挪威克朗200元纸币上赫然印着“极光之父”伯特兰教授的大头像,背景是极光和极光模拟发生器。

  中国虽然不是北极圈国家,但极光这一重要自然现象也吸引了中国人的关注。历经12载,中国的极光研究从无到有发展到今天,已经成为极地研究中颇具特色和优势的学科,不仅形成了一支队伍,而且取得了一定成绩。

  杨惠根说,从事极光研究的人有一个特点,就是“越黑越好,黑白颠倒”。观测极光最好的时间是冬季,而这时,大部分科考队员都撤回祖国。越冬时白天睡觉、晚上干活,“比一般极地人员还要辛苦。”

  “守望极光是一种典型的‘坐井观天’。”杨惠根说,极光观测是这次北极科考中最具特色的一个项目,3台极光全天空CCD成像观测装置一齐对准天空,可以180度地进行观测和捕捉极光。“也就是说,地平线上的东西都能进入视野。”

  正是中国科学家扎实的极光研究基础以及良好的合作关系,使日本科学家愿意和中国科学家一起在北极地区开展极光观测和研究。作为中日合作项目的负责人,杨惠根将牵头把名古屋大学、京都大学、日本东北大学和中科院地球物理所、武汉大学的科学家整合在一起,共同研究极光现象。

  “值得一提的是,日本一位教授因退休已把新奥尔松的一台宇宙噪声接收机和1991年开始的所有观测数据都无偿交给我们,价值100多万元人民币。”杨惠根说,这无疑将进一步加强我国在极光研究尤其北极光研究中的地位。“我们增加了一个武器,当然我们也会把以后的数据交给他。”

  地球磁场和太阳风暴究竟有怎样的关系?空间天气预报怎样做得更好?“离了极区谈空间天气,是瞎扯。”杨惠根说,极地地区是研究极光、太阳风暴、空间天气的最好场所。而中国现在在极光观测上有了得天独厚的条件,那是因为黄河站和中山站的极光观测系统处在一条磁力线上,共扼关系非常好。“理论上南极光和北极光应是一致的,但实际上往往不一致。这样就可以分析为什么不同,从而探究极光的秘密。”“无任期站长”和队员们的“新头衔”

  杨惠根是“追光人”,也是中国极地研究中心副主任、中国北极站首任站长。谈到和南极的不同,这位站长笑说“首先就是我这个站长是无任期的”。原来,他的任命书上没有写明任期,而南极长城站、中山站的站长任期一般都是一年。

  杨惠根说,南极考察站需要投入很大精力进行后勤保障,水、电、暖供应很大,后勤保障上至少需要10个人;而北极科考这方面却不需要,北极站采取租用方式建成了考察站,后勤保障由当地供给,因此上站的11名科考队员全部是科研人员,一个后勤保障人员都没有。“这样可以使我们更多地专注于科学考察和研究,科学效率更高。”

  另外,由于北极地区距离较近,有一定的经济发展和人口规模,因此,一年四季都可以乘坐飞机到达考察基地,考察站的利用效率要比南极高。“我曾经在南极日本昭和站工作了14个月,可是工作时间只能是3月到9月,浪费了很多时间。”

  虽然不需要后勤人员,但北极站的管理不可缺少。科考队临行前的全体会议上,经过民主推荐的方式,11名科考队员全部有了新的“头衔”:36岁的何剑锋是站长助理,38岁的闫明任“生活部长”,29岁的高众勇是秘书长,国家海洋局第三海洋研究所的唐森铭任“邮政局长”,文化部长是极地元老——中国首次南极科考队队员、中国气象科学研究院副院长卞林根,安全部长是中国气象科学研究院的逯昌贵,中科院任贾文是环境官员,最年轻的艾松涛是网络管理员,武汉大学鄂栋臣教授担任摄影师和摄像师,中国科技大学孙立广教授是不说谎的“萨哈夫”——新闻部长。科考项目“点评”

  为做好极地考察,杨惠根2003年曾经三赴北极,第一次是在去年3月,他前往挪威北极地区,和挪威、英国、日本等国科学家合作开展了针对高空大气物理的会战式观测;第二次是参加中国政府代表团,作为工作小组副组长参加建站的谈判和签约;第三次是去年11月,他前往北极地区架设极光观测系统。

  “建立北极科学考察观测站”是国家海洋局极地考察办公室在《中国极地考察“十五”能力建设》中明确提出的目标之一,“一方面将为我国的北极高空大气物理、极地冰川、极地气象、大气物理、极区生物学和生态学研究提供一个稳固的支撑点,对发展我国基础科学、应用技术和国民经济建设具有重要意义;另一方面将对增强我国在国际北极事务中的影响力和维护我国权益起到积极作用。”

  科学考察,了解未知世界,始终是极地建站的主要目标。中国北极建站后首次上站的11名队员共将执行10个科考项目。杨惠根解释说,从全国招集的这些项目实际上可以分为两类:一类是以考察站为基点的观测,如极光观测、气象观测、卫星跟踪等;一类是调查,以考察站为基地展开,包括上山下海、冰川、地质演变、生态环境的长期监测等。

  除了极光观测是科考中的“亮点”外,他认为,孙立广教授牵头的“新构造运动与生态环境演变”研究有可能取得突破,这是因为地处北纬78度的斯瓦尔巴德群岛竟然煤炭资源丰富,地质构造留下的岩石也很丰富,这无疑为研究提供了基础。而在此之前,孙立广教授在南极做了很好的工作,相关研究发表在《自然》上,这次出发之前也做了大量的文献调查。

  杨惠根说,这些项目还都要经受实际的考验,因为北极科学考察是一门大科学,而新奥尔松也是个国际竞技场,必须有一些能够“拿得出手”的项目。“科考项目要和现有其他国家的项目进行协调,然后进行定位和调整。”

  对了,最后忘记介绍这位站长的家庭了。杨惠根的夫人是位医务工作者,在上海沪东船厂医院工作,有一个9岁的女儿。


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