■本报记者 张巧玲
“看见极区等离子云块的完整演化过程时，我激动得几乎三天睡不着觉。通过与同事讨论理清思路后，我们仅用一个多星期就把论文写了出来。”
3月29日，这篇首次揭开南北两极等离子体云块“身世”之谜的论文，在线发表于美国《科学》杂志，并作为当期的亮点工作之一在其网站上展出。
时至今日，作为中国极地研究中心极地大气与空间物理学研究室副主任，张清和回忆起分析去年9月26日强磁暴袭扰地球期间观测数据的情景时，依然激动不已。
通过观测极区电离层等离子体云块的完整演化过程，他们揭示了“磁重联”在云块形成和演化过程中的重要调制作用。这项被审稿人称为“重大的、新颖的、原创性的”发现，将为极区电离层建模和空间天气预报提供重要物理依据。
极地研究逐步完善
“无论是需求牵引，还是兴趣牵引，极区一直是科学家最关注的科研领域之一。”张清和说。
我国也一直重视极地科学研究工作。从1984年至2012年，我国已成功组织28次南极科考活动。2004年7月，中国北极黄河站也建成并投入使用。
在极地科考中，高空大气物理是一项重要的研究内容。中国极地研究中心主任杨惠根介绍说，自上世纪90年代我国极区高空大气物理学科创立以来，就一直致力于极区电离层和极光研究。
在国家重大科技设施项目子午工程和极地考察“十五”能力建设项目的资助下，我国在南极中山站成功架设了高频相干散射雷达，利用中山站和黄河站地磁共轭的地理优势，建成国际高纬共轭观测台站，并建立了相应的数据分析平台。
2010年，我国加盟SuperDARN（国际超级双子极光雷达网）国际组织，观测能力得到极大加强。
“‘等离子体云块’等一系列研究成果的出现，正是我国极地科学研究不断走向成熟的标志。”杨惠根说，以前我国对于极地的研究如盲人摸象，作了一些局部的跟踪式研究。如今，我国极地科学已逐步完善并形成体系，成为世界极地科学研究队伍中的重要成员。
国际合作不断展开
张清和介绍说，由于极区恶劣的自然环境和观测数据的缺乏，极区“等离子体云块”如何形成和演化，尤其是在恶劣的空间天气环境下如何形成和演化，一直是困扰国际空间天气和通讯导航等领域科学家的一大难题。
“极地本身是一个国际平台，开展大尺度的空间环境观测更离不开国际合作。”中国极地研究中心极地大气与空间物理学研究室主任胡红桥告诉《中国科学报》记者，极地研究没有国界，但过去由于自主观测能力有限，在极区高空大气物理研究方面，我国与其他发达国家的合作很难开展。
自加盟SuperDARN后，我国便与英国、美国、加拿大等12个成员国共享南北极31部SuperDARN雷达的联合观测数据。
“从跟踪研究到融入国际社会，中国的极地科学研究正一步步地实现跨越。”胡红桥说。
张清和也表示，他们团队正是通过与SuperDARN雷达国际组织的科学家开展国际合作，才在极区等离子体云块的研究方面取得了突破。
2012年，SuperDARN国际研讨会首次在中国举办，极大地促进了中国极地科考的国际合作，也彰显出中国在极地科学研究方面举足轻重的地位。
目前，随着高空大气物理地磁共轭观测系统被纳入子午工程二期，我国南极天文台等项目也正在积极推进，将在极地科学研究方面进一步发挥重要作用。
人才队伍迅速成长
“浩瀚大地雪茫茫，呼啸寒风石狮昂。沉沉夜幕罩万象，点点繁星缀穹苍。绚丽极光形各样，红袖绿带白衣裳。独处极巅勤观测，嫦娥奔月我护航。”这是张清和在2007年前往北极时，看到变幻莫测的极光景象时有感而发写的一首诗。而这也是诸多与他一样投身极地研究的年轻人的共同心声。
“极地是一个很新奇的地方，变幻莫测的极光让我们忘记了科考的艰辛。”虽已两次前往北极开展科学研究，但提及极地，不到34岁的张清和依然兴致盎然。
他说，极区空间物理观测是北极黄河站的唯一越冬科考项目，每年仅有两名队员参加。每名队员须独自在黄河站呆三个月左右，交接时间为一个星期。
在北极越冬的艰苦自不必说。他们在一个小岛上的观测村进行研究，虽然村里也有小商店，但平时几乎不开门。“我们的生活起居和科学观测都在一个楼里，越冬时只有一个人，连说话的人都没有，生活十分单调。但每次科考报名，大家都很踊跃。”张清和说，大家都相信极区蕴涵着丰富的科学宝藏。
杨惠根则告诉记者，随着我国极地考察能力建设的稳步推进和科学研究的不断深入，年轻学者迅速成长，我国正形成一支具有国际视野和水平的极地科学研究队伍。
《中国科学报》 (2013-04-02 第1版 要闻)
