南极中山站极区空间环境观测系统.pdf

第２８卷第１期 极地研究 Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１ ２０１６年３月 ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＰＯＬＡＲＲＥＳＥＡＲＣＨ Ｍａｒｃｈ２０１６ 櫑櫑櫑櫑毀 櫑 毀 毀櫑研究论文毀 櫑櫑櫑櫑 南极中山站极区空间环境观测系统 黄德宏　胡红桥　刘瑞源　杨惠根　张北辰　胡泽骏　刘建军　何窻　刘勇华　韩德胜 （国家海洋局极地科学重点实验室，中国极地研究中心，上海２００１３６） 提要　中国南极中山站位于极隙区纬度，可以观测到丰富的日地能量传输过程的电离层征兆和极光现象，非常适合 开展极区空间环境观测研究。自１９８９年开始建设以来，中山站极区空间环境观测系统经历了观测设备的不断完善 和发展，现已建立了涵盖地面极光、电离层和地磁观测多要素、多手段的自主观测体系，实现了极区空间环境的连续 监测并建立了数据库。所有观测设备的运行状态可实时监控，地磁、宇宙噪声吸收等数据实现了准实时远程传输。 最后展望中国极区空间环境观测研究的发展前景。 关键词　极区　空间环境　南极　电离层　极光 ｄｏｉ：１０．１３６７９／ｊ．ｊｄｙｊ．２０１６．１．００１ １１°５５′４８″Ｅ；修正磁纬：７６．５２°）构成了地球极隙区 ０　引言 纬度上唯一的地磁共轭台站，两站的协同观测可以 开展极区空间环境的南北极对比研究。 由太阳大气、行星际、地球磁层、电离层和中高 从２０世纪９０年代开始，开始建设中山站极区 层大气所组成的日地空间是人类赖以生存和发展的 空间环境观测系统，早期的观测系统已经具备了多 环境系统的重要部分，它易受太阳活动的影响。在 手段、多频段的观测方法，观测要素涉及到电离层 地球极区，地磁场近乎垂直地面并向外一直延伸到 电子密度、电离层漂移、电离层吸收、极光全天空图 磁层边界层和行星际空间，太阳扰动在地球外层空 像、极光光度、地磁三分量和地磁脉动和甚低频辐射 间产生的许多复杂的相互作用现象都会在极区电离 等，积累了超过 １０年的观测数据。近期在极地考 层／高空大气中留下印记，很多灾害性空间天气事 察“十五”能力建设项目、内陆站建设项目、东半球 件的征兆首先在极区发生。在极区开展高空大气物 空间环境地基综合监测子午链（简称子午工程）、国 理观测，开展磁层电离层热层耦合过程研究，对 际极地年中国行动计划以及国家重点野外台站建设 于空间天气研究、应用和预报服务都具有非常重要 等重大项目的支持下，中国极区高空大气物理的观 的意义。 测研究能力得到了快速提升，中国第２６次南极考 中国南极中山站 （地理坐标：６９°２２′２４″Ｓ， 察期间在中山站建成了极区空间环境实验室，原有 ７６°２２′４０″Ｅ；修正磁纬：－７４．８２°）处在磁层极隙区 观测系统的设备得到了更新和发展。 纬度，可以观测到丰富的日地能量传输、耦合过程 经过２５年的持续发展，在中山站已经建成了 相关的电离层踪迹和极光现象，为开展极隙区纬度 涵盖极光、电离层和地磁等观测要素的世界先进水 空间环境观测研究提供了得天独厚的地域条件。此 平的极区空间环境自主观测系统，并实现了常态化 外，南极中山站和北极黄河站（地理坐标： 运行。中山站 ７８°５５′１２″Ｎ， 中国极地研究中心（以下简称极地中 ［收稿日期］　２０１５年６月收到来稿，２０１５年８月收到修改稿 ［