问题——空间天气影响加剧，极区观测仍是关键短板。 极光绚丽，也是空间环境变化的“信号灯”。当太阳风携带大量带电粒子高速抵达地球，地磁场引导下更容易在极区沉降，与高层大气分子碰撞后发光。对公众来说，这是“天象”；但对通信、导航、卫星运行和电网安全而言，往往意味着风险：强极光活动常伴随地磁扰动，严重时可能导致卫星定位误差增大、无线电链路衰减，甚至影响电力系统稳定。如何在关键区域持续获取高质量观测数据、提升预警能力，已成为空间天气研究和业务应用共同关注的重点。 原因——中山站区位独特，极夜提供连续观测窗口。 我国科研人员长期关注南极中山站。这里靠近极隙区纬度带，是太阳风能量进入地球近空间环境的重要通道之一，适合开展极光、电离层与高空大气耦合研究。每年进入极夜后，长时间黑暗为光学观测提供稳定背景，更便于捕捉极光活动及其细微结构。30多年来，队员在严寒、强风和长时间值守条件下持续积累数据，使我国在空间物理长期序列观测上形成了较稳定的连续能力。 影响——新发现与多手段监测并进，支撑机理认识与应用预警。 在中山站空间物理观测区域，全天空成像设备记录整片天穹的光影变化，极光光谱观测则通过不同波段反演沉降粒子能量和大气响应特征。基于站区数据的综合分析，科研团队于2025年提出“极光涟漪”新概念：在极光弧边缘出现的条纹状绿色发光结构，可能与极光粒子沉降触发的等离子体梯度漂移不稳定性有关。这个结果为理解极光精细结构及其与电离层扰动的关系提供了新线索，也为国际同领域研究补充了来自南极的关键观测证据。 对策——以协同观测补齐链条，推动“太阳风—磁层—电离层—大气层”一体化刻画。 仅“看见极光”还不够，更需要回答“极光发生时大气如何响应”。在极光活动时段，中山站多型激光雷达可对更接近人类活动层的大气变化开展精细探测：通过向天顶发射激光束并接收散射回波，获取从地面到高空的温度、风场与成分剖面，捕捉温度突升、风场紊乱等细微变化，形成对大气状态的连续诊断。针对强磁暴等特殊事件，站区激光雷达还将与空间物理设备联动，提高对突发扰动的同步记录能力。自2010年以来，我国在中山站逐步建成较为先进的极区高空大气物理观测体系，并与北极黄河站共同构成国际上数量不多的极区共轭观测台站与数据分析平台，为跨半球对照研究提供条件。面向应用端，这些观测数据可用于改进空间天气模型、优化远距离无线电通信策略，并提升卫星轨道与姿态运行保障能力。 前景——从“追光”走向“预报”，以长期观测服务国家战略需求。 随着我国极区观测网络和数据分析能力持续增强，南北极协同观测将继续提升对关键过程的识别与归因能力，为构建具有自主知识产权的空间环境耦合模型提供更扎实的数据支撑。未来，若能在长期连续观测基础上加强事件快速分析，推动与卫星观测及地面多源数据融合，并将成果更快转化为预警产品，有望把极光等现象从“科学奇观”进一步变为可量化、可预报的空间天气信息，更好保障卫星互联网、航天器运行与关键基础设施安全。
从极光观测到激光雷达探测，从单一设备到系统化观测网络，我国南极空间物理研究经历了从跟跑到并跑的跨越。当前，构建具有自主知识产权的“太阳风—磁层—电离层—大气层”耦合模型已成为我国空间天气研究的重要目标。在极寒大陆上，一代代科考队员以长期坚守积累关键数据，帮助我们更准确理解空间环境变化，为提升空间环境监测预警能力、保障国家空间安全提供了重要支撑。这既是科学研究的需要，也是航天强国建设的现实要求。