接下來和大家分享我一個人在北極100多個極夜裏發生的故事_風聞
观察者网用户_239515-2019-04-20 22:06
來源:一席
李斌,中國北極科考隊隊員。
慢慢地,天終於亮了。到了3月初還沒有全亮,是矇矇亮,但我們也非常高興,因為除了天亮,更重要的是新鮮水果要來了。新奧爾松每兩個月會有一次船去補給新鮮的水果和蔬菜。為了慶祝水果要來了,我們就舉辦了一個運動會,我們把這個運動會命名為Taco Run。
北緯79度的夜夜夜夜
大家好,我是李斌,我來自中國極地研究中心。這是大家在新聞上經常能看到的大名鼎鼎的雪龍號。三年前,我們乘坐着雪龍號抵達南極,參加了中國第32次南極考察。
在南極的時候,我們主要在中山站工作和生活,在這裏度過了一個夏天和一個冬天。大多數朋友們在新聞中看到的其實是度夏的過程,但越冬的時候就沒有那麼多人了,當時我們越冬隊一共有19個人。
大概一年半後,我又到了另外一個地方,這次正好相反,是北極的黃河站。到黃河站去和到南極的中山站或者長城站去有點不一樣,還是比較方便的,從上海經過四次轉機,一兩天左右的時間就可以抵達。我在黃河站一共工作了117天,只是這次,只有我一個人。
在黃河站那麼遠的地方幹什麼呢?其實我本身主要的研究和工作就是看極光。所以每天除了看極光,還是看極光。
這個工作看起來蠻好的,但是我覺得各行有各行的苦衷吧。在真正看到極光、感受極光的時候,這確實是一個很幸福的工作。
首先我們來聊聊極光。這是1570年的一張版畫,描繪了在古登堡地區發生的一次極光現象。在當時,人們把極光想象成了雲層之上一排燃燒着的蠟燭。
在歷史上,人們對極光是非常恐懼的。尤其對於北歐當地的薩米人來説,他們傳説中關於極光的更多的是可怕的故事。比如有傳説小孩子不要去看極光,因為極光會把他的靈魂帶走。也有説法認為極光會帶着斧頭飛越天空,殺死任何嘲笑它的人。所以在明亮的極光下行駛的雪橇不允許使用鍾鈴,以免驚動極光而遭遇不幸。
這是1865年的一幅油畫。這個畫家非常有意思,他其實並沒有親眼見到過極光,只是聽他的船長朋友講述了一次在北極的航行中,在北冰洋上空看到各種變換的色彩。所以他照朋友的描述創作了這一幅油畫。在左下角,我們還可以看到他朋友的那艘小船。
▲ Aurora Borealis,Frederic Edwin Church,1865
極光與另外一個詞密切相關,就是歐若拉。我想大家一定不陌生。
歐若拉在神話傳説中是指黎明女神或者曙光女神。當這個神話傳到北歐的時候,大家管她叫作極光女神。歐若拉是太陽神的姐姐,所以在很多創作中,歐若拉都被畫在太陽神的前面。她在天空中飛翔,為太陽神揭開天邊的帷幕。這一點和我們對極光的認識非常相似,因為極光常常就是在太陽昇起前的夜空中出現。
▲ 左:Apollo and Aurora, 1671 by Gerard de Lairesse 右:1681年,波蘭華沙維拉諾宮
直到19世紀中期,人們才開始逐漸意識到,極光的出現與太陽活動有關。大家在視頻裏看到的,右側藍色的部分是太陽,偏黃色的部分是太陽的日冕,畫面最左側藍色的小點就是地球。我們通過衞星的監測,實實在在地看到了一次太陽風向地球傳播的過程。要得到這些數據非常不易,需要通過地球和太陽之間許許多多衞星的聯合觀測,才能捕捉到這樣一個畫面。
太陽風從太陽出發,抵達地球,這個時間大概會有幾十個小時,長的時候可能會有一百多個小時。我們常開玩笑説,這取決於這次風大不大。
圖中大家可以看到,太陽風中的這些粒子大多是帶電的,而我們地球有一個很重要的特徵,就是有很強的磁場。熟悉初高中物理知識的人可能知道,一個帶電的粒子進入到磁場之後,就要改變它原來的運動狀態,它會圍繞着磁力線旋轉。
所以太陽風中這些帶電的粒子抵達地球后,會開始沿着地球的磁力線運動,進入到南北極的大氣中,在這個過程中就形成了我們在天空中看到的極光現象。
常常有傳言,説太陽風變弱了,極光要消失了,這個是不會的。如果極光要真正地消失,可能發生的是:一,太陽風沒有了;二,地球磁場消失了;三,地球大氣沒有了。這太嚴重了,我想那個時候大家也沒有必要去看極光了,要想別的事了。
我相信很多觀眾最關心的問題就是,到底要去哪才能看到極光。極光其實並不是只在某一個地方的天空中出現,它在南北極時時刻刻都在發生。從統計學上來講,極光大概會分佈在這樣一個圈的位置,在這個被稱作“極光卵”的區域內,誰都有可能觀察到極光。
比如我們可以看到,在北歐大陸上斯堪的那維亞半島的西北角,就是挪威的北部和靠西的位置,它和極光卵是相切的,所以這裏是既容易到達,又是看到極光機率非常大的一個地方。俄羅斯的北部也很容易看到極光,但當地航空條件、居住條件可能不是那麼地好,所以很少聽説有人到俄羅斯的北部去看極光。
美國阿拉斯加是非常好的位置,另外就是加拿大的北部。有時候大家可以看到一些新聞,在極光大爆發的時候,不光是加拿大,在美國本土五大湖地區,包括在美國北方的邊境上,都可以看到極光。
▲ 圖片來源:http://seetheaurora.com/
所以這裏有兩個重要的概念,一個是這個圈並不是不變的,它會隨着每一次磁暴的發生、太陽風強弱的變化而變化。磁暴的過程越強烈,這個圈就越大。
另外一個概念是,極光卵的中心並不是我們想象中的南北極,它是以地磁極為中心的。地理南北極和地磁南北極不是一回事。從圖片中我們可以看到,現在整個極光卵其實是向北美偏移的。
所以我們有沒有可能在中國看到極光呢?掌握了這兩個概念我們就可以回答這個問題了。如果磁極在偏亞洲的方向,比如在俄羅斯的北部,那麼極光卵一定會向亞洲這邊偏移,中國的北方當然也是完全可能看到極光的。我想歷史上中國應該有一段時間也像北美大陸一樣,比較容易看到極光。
還有一個問題可能也是大家比較好奇的:極光的顏色到底是怎麼來的?極光其實是發生在非常高空的大氣中的一種發光現象。我們可以把前面提到過的來自太陽風中的這些帶電粒子,想象成是一顆顆子彈。它通過磁場的導引撞擊大氣,與大氣中的氧氣和氮氣發生碰撞,從而產生了發光現象。
一般你看到的可能最亮的極光“底部”,大概是位於一百公里的高度,再往上過渡到紅色,可能就到了八九百、一千多公里的高度。我們通過相機或者人眼能察覺到的,比較亮的發光的部分就是這樣一個區間。也就是説,極光的色彩其實反映的是我們地球大氣在高度上的不同分佈。
親眼看到極光是一種什麼樣的感受呢,想象你看IMAX的電影,而且是坐在第一排,整個天空就是這個畫面,目光所及沒有任何別的東西,只有極光。它變換顏色,一直在運動,而它的這種運動的背後,其實是地球磁場在變化。
地球磁場是看不到的,你看到的極光的運動説到底就是磁場的運動。比如對流的現象、漩渦的現象、波動的現象……你就感覺地球的磁場不是我們想象中很安靜的,好像不存在的一個東西,它是存在的,而且能量非常地大,變化也非常地多。
講完了一些和極光有關的知識點,接下來我想和大家分享一些我一個人在北極117天中發生的故事。
首先黃河站在哪裏呢?它所在的地方叫作新奧爾松。新奧爾松又在哪裏呢?就在圖片中的這個小島上,這個島叫作斯瓦爾巴羣島。
這個羣島其實是有商業航班可以去的,你坐北歐航空或者其他一些公司的飛機就可以到達羣島的首府朗伊爾城,英文叫Longyearbyen。當時我不太理解怎麼會有這麼奇怪的名字,後來才知道,Longyear是最早在這裏開煤礦的一個煤礦公司老闆的名字。
但我其實有時候想,除了這個原因,如果你真正到了Longyearbyen,你會有另外一個理解。因為在這裏,夏季是很長時間的極晝,而冬季又是漫長的黑夜,long year,感覺就是很長的一年。
有機會到朗伊爾城去旅遊的人,其實是到不了黃河站的,黃河站並不在這裏,在上面一點的新奧爾松。我們從地圖上可以看到,它比朗伊爾城緯度高一度,大概飛行的距離有一百多公里。
在歷史上,新奧爾松是一個煤礦,當時由王灣公司來運行。它是一個挪威的煤炭公司,早在一百多年前就成立了。
這是今天的新奧爾松,已經完全不是一個煤礦的樣子了。這裏是一個國際上非常著名的科學城,其實也不是城,是一個小鎮。
大家可以看到,黃河站就是這麼一棟小樓(1)。旁邊這個很相似的樓是韓國站(2),也是和德法聯合站分享的一棟樓。再旁邊這個比較大的建築是挪威的極地研究所(3)。而這兩棟小建築是德法站(4)。
在德法站旁邊的是新奧爾松的賓館(5)。雖然是賓館,但遊客不太有機會到這個地方,它是給一些比如沒有考察站的科學家,或者一些政府代表團提供臨時的居所。這座小房子則是當地的博物館(7)。
賓館的旁邊是我們非常重要的一個場所,體育館(6)。在北緯79度的一個小島上有非常現代化的一個體育館,有健身房,可以打籃球,還有北歐人喜歡的室內曲棍球,我這個冬天經常跟他們玩這個。
有健身房,那旁邊當然會有洗浴,但是更重要的是有桑拿。桑拿房是我們在冬天裏很重要的一個活動的出發點。
大家從箭頭可以猜到,這個活動就是冬泳。現在北極變暖,前面這個海灣整個冬天都沒有封凍。你先從桑拿裏蒸好,覺得實在非常熱,等不了了,這時候你推開門就可以一路狂奔到海邊,距離大概有幾百米遠。
其實大家很少真正勇敢地去游泳,就是到水裏站一站,泡一泡,這已經挺不錯了。更重要的是這個儀式:在北歐,一般整個過程都是不穿衣服的,當然,在極夜的時候也沒有人看你。
對於所有的科學家來説,這是我們在科學城最重要的一個建築(8),因為這是我們的飯堂。它同時也是王灣公司的所在地,他們負責科學城的日常運營。常有朋友問,吃得怎麼樣?可能熟悉北歐的人都知道,如果你愛吃土豆的話那還可以,因為就是各種土豆。
這個列表顯示的就是現在在新奧爾松的各個國家的考察站。大家從時間上可以看出,大多數是90年代左右或之後開始建站的。煤礦慢慢停業後,新奧爾鬆開始更多地把功能轉向科學研究。
剛才我提到了,從朗伊爾城到新奧爾松需要乘坐一個小飛機,可以想象也不是很舒服,在北極飛這樣一個飛機,也沒有增壓。
雖然大家可能不一定有機會坐這個飛機,但如果有機會到朗伊爾城的話,可以從機場出來之後向左轉,到這個小飛機的候機大廳打個卡,因為大廳裏有一扇很有意思的門。
門上貼滿了在新奧爾鬆開展活動的各種考察隊,各種國家機構的標誌。我想對於所有人來説是一樣的,這是真正地進入到地球上很特殊的地方的一個門户。在這些logo中我們可以看到NASA,我們國家的考察隊,韓國的考察隊,還有CCTV,石油公司,等等等等。這扇門記錄下了來來往往的人,和他們來這裏做些什麼。
到了黃河站之後,極夜開始了。這個小房子就是我們的黃河站。
還有我。紅圈圈的地方是我的辦公室,我們在那裏運行一些極光觀測的設備。旁邊是我的卧室。其實我一個人,住哪都可以。我中間也考慮過是不是要換,但又覺得差不多。
圖中左下角可以看到還有一個樓梯,從這裏可以上到二樓,它靠着我的辦公室。有的時候極夜沒事幹,你就可以開開門,自己在這個樓梯上站着。更重要的,因為他們總鼓勵我去冬泳,我一直不太敢去。我就老在想,我要是光着身子在外面站着到底有多冷,所以我經常站在那兒感受感受,這個鍛鍊對心理上的建設還是有用的。
這是我們黃河站的內部。從外表上其實大家可以想象,它就是這麼一個筒子樓,大概有幾十米長。所以冬天有時候,要是外面實在太冷了,又想鍛鍊身體,我就在這個樓裏跑跑步,從這頭跑到那頭再跑回來。
這是我們的宿舍,我只找到了這一張照片,稍微有點亂,但大概是這麼一個狀態。
可能絕大多數人不太會有極夜的經歷和經驗,但我們可以想象,極夜確實不太容易度過的,有很多問題,比如人的生物鐘會紊亂。所以很重要的一個調節節律的方式就是吃飯。這是我們吃飯的時間表,所有國家的考察隊員都要到餐廳去吃飯,這也是我們每天能夠見面和交流的地方。
在餐廳門口有隻非常著名的北極熊。我跟他們的工作人員聊天,我説這個熊好大。他説,NO,NO,這是一個很小的。這個熊應該有兩米多高,他説大的北極熊要比這個高很多。
説到熊,早期有這麼一種説法,在斯瓦爾巴羣島有兩千只北極熊,現在那裏的人口是多一點了,但那個時候只有五百多,也就是説他們生活在一個有兩千只熊和五百人的島上,所以人類很危險,出門要帶槍,而且不是要帶槍,是必須帶槍。這也是我們到了新奧爾松後要上的很重要的一課。
這個小鎮上還有一個很漂亮的小商店。這也是我們非常喜歡去的地方。這個小商店有點不一樣,它一週只開兩天,只有在週一的下午五點到六點、週四下午的五點到六點才開門。所以大家一般吃完飯就會趕快去小商店購物。
但其實小商店裏也沒有什麼東西,大家可能有的時候就是買點零食,或者要離開新奧爾松的時候買些紀念品什麼的,更重要的是可以買一點酒。
在這個冬天裏還發生了一件大事情,就是兩枚探空火箭的發射。這個片子是挪威Andøya空間中心提供的。這個火箭發射場離新奧爾松非常近,大概只有幾百米遠。


什麼叫探空火箭呢?它和傳統長征火箭是不一樣的,它把一個載荷大概打到一千公里處,然後掉下來,其實就是一個拋物線,因為它入不了軌道。發射這個是為什麼呢?就是為了研究極光。
剛才我講到了極光的這個高度很尷尬,它對於我們的探測器,對於飛機來説太高了,因為它的底邊界是一百公里。但是對於衞星來説它又太低了,因為它的上邊界可能是一千公里、兩千公里。
人們很早就想知道極光裏面到底發生了什麼,但是我們又去不了,所以從很久以前人們就開始使用探空火箭來研究極光。
因為我本身是研究極光的,所以我對這次火箭的發射也非常地重視。每一次火箭發射演練的時候,包括它預備發射的時候,我都去那裏擺好相機等待它發射。醖釀了四天之後,它終於成功地發射了。我的辛苦也沒有白費,我得到了這樣一張非常好的照片。
前景是因為快過聖誕節了,所以我們準備了一棵聖誕樹,又一起從海里撈上大冰塊,把它堆起來,還蠻好看的。背景就是我們的小鎮,這個樓就是我剛才提到的賓館。王灣公司把這張照片做成了聖誕卡,發給了他們的同事。
我們的廚師非常高興,為了慶祝火箭發射,做了個大蛋糕。
也許大家還有一個疑惑,講了這麼多,到底為什麼要研究極光呢?我想舉這麼一個例子。比如有一個好奇寶寶,他在顯示器裏面看到了他爸爸坐在一個摩托車上,上面有極光。對於他來説,這是一個畫面,有極光,有爸爸。但是隨着寶寶長大了,他就想知道電視機裏為什麼會有爸爸。其實我們研究極光的目的就是這樣的,非常相似。
極光就是我們整個地球空間中的物理過程在地球大氣層中的一個顯示器,我們更需要知道的是裏邊到底發生了什麼。
除了想知道後面究竟是什麼,極光所伴隨的各種效應對人類其實還有非常大的影響,比如飛機的導航。我們可以想象飛機在十公里的高度飛行的時候,它和地面以及和空中的衞星要進行通訊。如果是在接近極光發生區的時候,可能會對它的信號有影響,這從安全性上來説是非常重要的。
另外比如高鐵的線路、電網,它是一個幾千公里長的連續的金屬導體。像鐵軌、線纜,這些金屬導體在一個強烈的極光的作用下會發生什麼呢?一個強烈的磁場變化,會在它旁邊激發出很強的電場,而這樣的電場如果作用在一個導體上就意味着很強的電流,很強的電流意味着很大的能量,會摧毀很多跟電相關的系統,這樣的事情是真實發生過的。
所以我們現在長距離輸電的設計,高鐵軌道的設計等方方面面,都要考慮這樣一些現象和問題,去做一些補救性的或者預防性的措施。
當然更常見的,比如我們每天都要用到的GPS導航或者是北斗的導航,都在和衞星發生着直接的連線,這個過程信號要穿越地球的電離層。當電離層受到太陽風的作用發生強烈的擾動的時,信號就會出現很大的問題。
另外,當未來我們要真正到太空中去,我們將真正地暴露在太陽風的作用下,我們就要提前瞭解太陽風究竟有什麼樣的能量,它和地球的磁場究竟發生着什麼樣的作用。隨着人類一步步走向太空空間環境,瞭解極光、瞭解太陽風,就會變成像每天出門之前看看是不是下雨一樣地重要。
所以我想説的是,當人類離開地球搖籃的時候,我們可能需要知道前方的路是不是好走。我們現在做的就是,在我們還沒有能力離開地球的時候,為大家先探路,去了解地球周邊究竟發生了什麼。
當然回過頭來,除了探空火箭發射這些大事情,我們還有很多小確幸。比如朗伊爾城那邊有一些狗狗拉雪橇,有的時候狗狗太老了或者受傷了,就會退休,然後被運到新奧爾松來,這邊的工作人員會把它收養起來。左邊的是我們的廚師,右邊的是我們的會計,他們是一對情侶。這些狗狗非常地聰明,我有時候也會去看看它們。
當然冬季裏還有聖誕節。左邊這位女士穿的是挪威北部的傳統服飾。這三個兄弟的衣服也很有意思,我給他們和聖誕樹合了個影。
慢慢地,天終於亮了。到了3月初還沒有全亮,是矇矇亮,但我們也非常高興,因為除了天亮,更重要的是新鮮水果要來了。新奧爾松每兩個月會有一次船去補給新鮮的水果和蔬菜。
為了慶祝水果要來了,我們就舉辦了一個運動會。我們把這個運動會命名為Taco Run,Taco就是墨西哥玉米片。為了晚上能大吃一頓,大家就摩拳擦掌,要在北極小鎮上跑三千米。
這都是各個國家的考察隊員,其實也並不是真正要比賽,一是冬天裏運動運動,二也是為了高興。左邊這兄弟是個90後,跑完步之後就變成聖誕老人了。
天慢慢亮了,意味着我的工作也結束了。這是北極縱向往下流動的冰川,是我在飛回來的小飛機上拍到的一個畫面。

這就是我冬天的故事。如果用一個什麼來總結我這個冬天在新奧爾松的感覺,這張照片很符合我的心情。大家可以看到地面上有一些雷達,有一些光點,天空中有極光,有月亮。
當時我看到這張照片,就感覺這和《三體》裏講到的紅岸基地很像:在一個偏遠的地方有很多雷達對着天空,和上面發生着一些聯繫。我想新奧爾松就是這樣的地方,北極的黃河站就是這樣的地方。
我講的就是這些,謝謝大家。