北纬79度的夜夜夜夜

大家好，我是李斌，我来自中国极地研究中心。这是大家在新闻上经常能看到的大名鼎鼎的雪龙号。三年前，我们乘坐着雪龙号抵达南极，参加了中国第32次南极考察。

在南极的时候，我们主要在中山站工作和生活，在这里度过了一个夏天和一个冬天。大多数朋友们在新闻中看到的其实是度夏的过程，但越冬的时候就没有那么多人了，当时我们越冬队一共有19个人。

大概一年半后，我又到了另外一个地方，这次正好相反，是北极的黄河站。到黄河站去和到南极的中山站或者长城站去有点不一样，还是比较方便的，从上海经过四次转机，一两天左右的时间就可以抵达。我在黄河站一共工作了117天，只是这次，只有我一个人。

在黄河站那么远的地方干什么呢？其实我本身主要的研究和工作就是看极光。所以每天除了看极光，还是看极光。

这个工作看起来蛮好的，但是我觉得各行有各行的苦衷吧。在真正看到极光、感受极光的时候，这确实是一个很幸福的工作。

首先我们来聊聊极光。这是1570年的一张版画，描绘了在古登堡地区发生的一次极光现象。在当时，人们把极光想象成了云层之上一排燃烧着的蜡烛。

在历史上，人们对极光是非常恐惧的。尤其对于北欧当地的萨米人来说，他们传说中关于极光的更多的是可怕的故事。比如有传说小孩子不要去看极光，因为极光会把他的灵魂带走。也有说法认为极光会带着斧头飞越天空，杀死任何嘲笑它的人。所以在明亮的极光下行驶的雪橇不允许使用钟铃，以免惊动极光而遭遇不幸。

这是1865年的一幅油画。这个画家非常有意思，他其实并没有亲眼见到过极光，只是听他的船长朋友讲述了一次在北极的航行中，在北冰洋上空看到各种变换的色彩。所以他照朋友的描述创作了这一幅油画。在左下角，我们还可以看到他朋友的那艘小船。

Aurora Borealis，Frederic Edwin Church，1865

极光与另外一个词密切相关，就是欧若拉。我想大家一定不陌生。

欧若拉在神话传说中是指黎明女神或者曙光女神。当这个神话传到北欧的时候，大家管她叫作极光女神。欧若拉是太阳神的姐姐，所以在很多创作中，欧若拉都被画在太阳神的前面。她在天空中飞翔，为太阳神揭开天边的帷幕。这一点和我们对极光的认识非常相似，因为极光常常就是在太阳升起前的夜空中出现。

左：Apollo and Aurora, 1671 by Gerard de Lairesse

右：1681年，波兰华沙维拉诺宫

直到19世纪中期，人们才开始逐渐意识到，极光的出现与太阳活动有关。大家在视频里看到的，右侧蓝色的部分是太阳，偏黄色的部分是太阳的日冕，画面最左侧蓝色的小点就是地球。我们通过卫星的监测，实实在在地看到了一次太阳风向地球传播的过程。要得到这些数据非常不易，需要通过地球和太阳之间许许多多卫星的联合观测，才能捕捉到这样一个画面。

太阳风从太阳出发，抵达地球，这个时间大概会有几十个小时，长的时候可能会有一百多个小时。我们常开玩笑说，这取决于这次风大不大。

图中大家可以看到，太阳风中的这些粒子大多是带电的，而我们地球有一个很重要的特征，就是有很强的磁场。熟悉初高中物理知识的人可能知道，一个带电的粒子进入到磁场之后，就要改变它原来的运动状态，它会围绕着磁力线旋转。

所以太阳风中这些带电的粒子抵达地球后，会开始沿着地球的磁力线运动，进入到南北极的大气中，在这个过程中就形成了我们在天空中看到的极光现象。

常常有传言，说太阳风变弱了，极光要消失了，这个是不会的。如果极光要真正地消失，可能发生的是：一，太阳风没有了；二，地球磁场消失了；三，地球大气没有了。这太严重了，我想那个时候大家也没有必要去看极光了，要想别的事了。

我相信很多观众最关心的问题就是，到底要去哪才能看到极光。极光其实并不是只在某一个地方的天空中出现，它在南北极时时刻刻都在发生。从统计学上来讲，极光大概会分布在这样一个圈的位置，在这个被称作“极光卵”的区域内，谁都有可能观察到极光。

比如我们可以看到，在北欧大陆上斯堪的那维亚半岛的西北角，就是挪威的北部和靠西的位置，它和极光卵是相切的，所以这里是既容易到达，又是看到极光机率非常大的一个地方。俄罗斯的北部也很容易看到极光，但当地航空条件、居住条件可能不是那么地好，所以很少听说有人到俄罗斯的北部去看极光。

美国阿拉斯加是非常好的位置，另外就是加拿大的北部。有时候大家可以看到一些新闻，在极光大爆发的时候，不光是加拿大，在美国本土五大湖地区，包括在美国北方的边境上，都可以看到极光。

图| seetheaurora.com

所以这里有两个重要的概念，一个是这个圈并不是不变的，它会随着每一次磁暴的发生、太阳风强弱的变化而变化。磁暴的过程越强烈，这个圈就越大。

另外一个概念是，极光卵的中心并不是我们想象中的南北极，它是以地磁极为中心的。地理南北极和地磁南北极不是一回事。从图片中我们可以看到，现在整个极光卵其实是向北美偏移的。

所以我们有没有可能在中国看到极光呢？掌握了这两个概念我们就可以回答这个问题了。如果磁极在偏亚洲的方向，比如在俄罗斯的北部，那么极光卵一定会向亚洲这边偏移，中国的北方当然也是完全可能看到极光的。我想历史上中国应该有一段时间也像北美大陆一样，比较容易看到极光。

还有一个问题可能也是大家比较好奇的：极光的颜色到底是怎么来的？极光其实是发生在非常高空的大气中的一种发光现象。我们可以把前面提到过的来自太阳风中的这些带电粒子，想象成是一颗颗子弹。它通过磁场的导引撞击大气，与大气中的氧气和氮气发生碰撞，从而产生了发光现象。

一般你看到的可能最亮的极光“底部”，大概是位于一百公里的高度，再往上过渡到红色，可能就到了八九百、一千多公里的高度。我们通过相机或者人眼能察觉到的，比较亮的发光的部分就是这样一个区间。也就是说，极光的色彩其实反映的是我们地球大气在高度上的不同分布。

亲眼看到极光是一种什么样的感受呢，想象你看IMAX的电影，而且是坐在第一排，整个天空就是这个画面，目光所及没有任何别的东西，只有极光。它变换颜色，一直在运动，而它的这种运动的背后，其实是地球磁场在变化。

地球磁场是看不到的，你看到的极光的运动说到底就是磁场的运动。比如对流的现象、漩涡的现象、波动的现象……你就感觉地球的磁场不是我们想象中很安静的，好像不存在的一个东西，它是存在的，而且能量非常地大，变化也非常地多。

讲完了一些和极光有关的知识点，接下来我想和大家分享一些我一个人在北极117天中发生的故事。

首先黄河站在哪里呢？它所在的地方叫作新奥尔松。新奥尔松又在哪里呢？就在图片中的这个小岛上，这个岛叫作斯瓦尔巴群岛。

这个群岛其实是有商业航班可以去的，你坐北欧航空或者其他一些公司的飞机就可以到达群岛的首府朗伊尔城，英文叫Longyearbyen。当时我不太理解怎么会有这么奇怪的名字，后来才知道，Longyear是最早在这里开煤矿的一个煤矿公司老板的名字。

但我其实有时候想，除了这个原因，如果你真正到了Longyearbyen，你会有另外一个理解。因为在这里，夏季是很长时间的极昼，而冬季又是漫长的黑夜，long year，感觉就是很长的一年。

有机会到朗伊尔城去旅游的人，其实是到不了黄河站的，黄河站并不在这里，在上面一点的新奥尔松。我们从地图上可以看到，它比朗伊尔城纬度高一度，大概飞行的距离有一百多公里。

在历史上，新奥尔松是一个煤矿，当时由王湾公司来运行。它是一个挪威的煤炭公司，早在一百多年前就成立了。

这是今天的新奥尔松，已经完全不是一个煤矿的样子了。这里是一个国际上非常著名的科学城，其实也不是城，是一个小镇。

大家可以看到，黄河站就是这么一栋小楼（1）。旁边这个很相似的楼是韩国站（2），也是和德法联合站分享的一栋楼。再旁边这个比较大的建筑是挪威的极地研究所（3）。而这两栋小建筑是德法站（4）。

在德法站旁边的是新奥尔松的宾馆（5）。虽然是宾馆，但游客不太有机会到这个地方，它是给一些比如没有考察站的科学家，或者一些政府代表团提供临时的居所。这座小房子则是当地的博物馆（7）。

宾馆的旁边是我们非常重要的一个场所，体育馆（6）。在北纬79度的一个小岛上有非常现代化的一个体育馆，有健身房，可以打篮球，还有北欧人喜欢的室内曲棍球，我这个冬天经常跟他们玩这个。

有健身房，那旁边当然会有洗浴，但是更重要的是有桑拿。桑拿房是我们在冬天里很重要的一个活动的出发点。

大家从箭头可以猜到，这个活动就是冬泳。现在北极变暖，前面这个海湾整个冬天都没有封冻。你先从桑拿里蒸好，觉得实在非常热，等不了了，这时候你推开门就可以一路狂奔到海边，距离大概有几百米远。

其实大家很少真正勇敢地去游泳，就是到水里站一站，泡一泡，这已经挺不错了。更重要的是这个仪式：在北欧，一般整个过程都是不穿衣服的，当然，在极夜的时候也没有人看你。

对于所有的科学家来说，这是我们在科学城最重要的一个建筑（8），因为这是我们的饭堂。它同时也是王湾公司的所在地，他们负责科学城的日常运营。常有朋友问，吃得怎么样？可能熟悉北欧的人都知道，如果你爱吃土豆的话那还可以，因为就是各种土豆。

这个列表显示的就是现在在新奥尔松的各个国家的考察站。大家从时间上可以看出，大多数是90年代左右或之后开始建站的。煤矿慢慢停业后，新奥尔松开始更多地把功能转向科学研究。

刚才我提到了，从朗伊尔城到新奥尔松需要乘坐一个小飞机，可以想象也不是很舒服，在北极飞这样一个飞机，也没有增压。

虽然大家可能不一定有机会坐这个飞机，但如果有机会到朗伊尔城的话，可以从机场出来之后向左转，到这个小飞机的候机大厅打个卡，因为大厅里有一扇很有意思的门。

门上贴满了在新奥尔松开展活动的各种考察队，各种国家机构的标志。我想对于所有人来说是一样的，这是真正地进入到地球上很特殊的地方的一个门户。在这些logo中我们可以看到NASA，我们国家的考察队，韩国的考察队，还有CCTV，石油公司，等等等等。这扇门记录下了来来往往的人，和他们来这里做些什么。

到了黄河站之后，极夜开始了。这个小房子就是我们的黄河站。

还有我。红圈圈的地方是我的办公室，我们在那里运行一些极光观测的设备。旁边是我的卧室。其实我一个人，住哪都可以。我中间也考虑过是不是要换，但又觉得差不多。

图中左下角可以看到还有一个楼梯，从这里可以上到二楼，它靠着我的办公室。有的时候极夜没事干，你就可以开开门，自己在这个楼梯上站着。更重要的，因为他们总鼓励我去冬泳，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，所以我经常站在那儿感受感受，这个锻炼对心理上的建设还是有用的。

这是我们黄河站的内部。从外表上其实大家可以想象，它就是这么一个筒子楼，大概有几十米长。所以冬天有时候，要是外面实在太冷了，又想锻炼身体，我就在这个楼里跑跑步，从这头跑到那头再跑回来。

这是我们的宿舍，我只找到了这一张照片，稍微有点乱，但大概是这么一个状态。

可能绝大多数人不太会有极夜的经历和经验，但我们可以想象，极夜确实不太容易度过的，有很多问题，比如人的生物钟会紊乱。所以很重要的一个调节节律的方式就是吃饭。这是我们吃饭的时间表，所有国家的考察队员都要到餐厅去吃饭，这也是我们每天能够见面和交流的地方。

在餐厅门口有只非常著名的北极熊。我跟他们的工作人员聊天，我说这个熊好大。他说，NO，NO，这是一个很小的。这个熊应该有两米多高，他说大的北极熊要比这个高很多。

说到熊，早期有这么一种说法，在斯瓦尔巴群岛有两千只北极熊，现在那里的人口是多一点了，但那个时候只有五百多，也就是说他们生活在一个有两千只熊和五百人的岛上，所以人类很危险，出门要带枪，而且不是要带枪，是必须带枪。这也是我们到了新奥尔松后要上的很重要的一课。

这个小镇上还有一个很漂亮的小商店。这也是我们非常喜欢去的地方。这个小商店有点不一样，它一周只开两天，只有在周一的下午五点到六点、周四下午的五点到六点才开门。所以大家一般吃完饭就会赶快去小商店购物。

但其实小商店里也没有什么东西，大家可能有的时候就是买点零食，或者要离开新奥尔松的时候买些纪念品什么的，更重要的是可以买一点酒。

在这个冬天里还发生了一件大事情，就是两枚探空火箭的发射。这个片子是挪威Andøya空间中心提供的。这个火箭发射场离新奥尔松非常近，大概只有几百米远。

什么叫探空火箭呢？它和传统长征火箭是不一样的，它把一个载荷大概打到一千公里处，然后掉下来，其实就是一个抛物线，因为它入不了轨道。发射这个是为什么呢？就是为了研究极光。

刚才我讲到了极光的这个高度很尴尬，它对于我们的探测器，对于飞机来说太高了，因为它的底边界是一百公里。但是对于卫星来说它又太低了，因为它的上边界可能是一千公里、两千公里。

人们很早就想知道极光里面到底发生了什么，但是我们又去不了，所以从很久以前人们就开始使用探空火箭来研究极光。

因为我本身是研究极光的，所以我对这次火箭的发射也非常地重视。每一次火箭发射演练的时候，包括它预备发射的时候，我都去那里摆好相机等待它发射。酝酿了四天之后，它终于成功地发射了。我的辛苦也没有白费，我得到了这样一张非常好的照片。

前景是因为快过圣诞节了，所以我们准备了一棵圣诞树，又一起从海里捞上大冰块，把它堆起来，还蛮好看的。背景就是我们的小镇，这个楼就是我刚才提到的宾馆。王湾公司把这张照片做成了圣诞卡，发给了他们的同事。

我们的厨师非常高兴，为了庆祝火箭发射，做了个大蛋糕。

也许大家还有一个疑惑，讲了这么多，到底为什么要研究极光呢？我想举这么一个例子。比如有一个好奇宝宝，他在显示器里面看到了他爸爸坐在一个摩托车上，上面有极光。对于他来说，这是一个画面，有极光，有爸爸。但是随着宝宝长大了，他就想知道电视机里为什么会有爸爸。其实我们研究极光的目的就是这样的，非常相似。

极光就是我们整个地球空间中的物理过程在地球大气层中的一个显示器，我们更需要知道的是里边到底发生了什么。

除了想知道后面究竟是什么，极光所伴随的各种效应对人类其实还有非常大的影响，比如飞机的导航。我们可以想象飞机在十公里的高度飞行的时候，它和地面以及和空中的卫星要进行通讯。如果是在接近极光发生区的时候，可能会对它的信号有影响，这从安全性上来说是非常重要的。

另外比如高铁的线路、电网，它是一个几千公里长的连续的金属导体。像铁轨、线缆，这些金属导体在一个强烈的极光的作用下会发生什么呢？一个强烈的磁场变化，会在它旁边激发出很强的电场，而这样的电场如果作用在一个导体上就意味着很强的电流，很强的电流意味着很大的能量，会摧毁很多跟电相关的系统，这样的事情是真实发生过的。

所以我们现在长距离输电的设计，高铁轨道的设计等方方面面，都要考虑这样一些现象和问题，去做一些补救性的或者预防性的措施。

当然更常见的，比如我们每天都要用到的GPS导航或者是北斗的导航，都在和卫星发生着直接的连线，这个过程信号要穿越地球的电离层。当电离层受到太阳风的作用发生强烈的扰动的时，信号就会出现很大的问题。

另外，当未来我们要真正到太空中去，我们将真正地暴露在太阳风的作用下，我们就要提前了解太阳风究竟有什么样的能量，它和地球的磁场究竟发生着什么样的作用。随着人类一步步走向太空空间环境，了解极光、了解太阳风，就会变成像每天出门之前看看是不是下雨一样地重要。

所以我想说的是，当人类离开地球摇篮的时候，我们可能需要知道前方的路是不是好走。我们现在做的就是，在我们还没有能力离开地球的时候，为大家先探路，去了解地球周边究竟发生了什么。

当然回过头来，除了探空火箭发射这些大事情，我们还有很多小确幸。比如朗伊尔城那边有一些狗狗拉雪橇，有的时候狗狗太老了或者受伤了，就会退休，然后被运到新奥尔松来，这边的工作人员会把它收养起来。左边的是我们的厨师，右边的是我们的会计，他们是一对情侣。这些狗狗非常地聪明，我有时候也会去看看它们。

当然冬季里还有圣诞节。左边这位女士穿的是挪威北部的传统服饰。这三个兄弟的衣服也很有意思，我给他们和圣诞树合了个影。

慢慢地，天终于亮了。到了3月初还没有全亮，是蒙蒙亮，但我们也非常高兴，因为除了天亮，更重要的是新鲜水果要来了。新奥尔松每两个月会有一次船去补给新鲜的水果和蔬菜。

为了庆祝水果要来了，我们就举办了一个运动会。我们把这个运动会命名为Taco Run，Taco就是墨西哥玉米片。为了晚上能大吃一顿，大家就摩拳擦掌，要在北极小镇上跑三千米。

这都是各个国家的考察队员，其实也并不是真正要比赛，一是冬天里运动运动，二也是为了高兴。左边这兄弟是个90后，跑完步之后就变成圣诞老人了。

天慢慢亮了，意味着我的工作也结束了。这是北极纵向往下流动的冰川，是我在飞回来的小飞机上拍到的一个画面。

这就是我冬天的故事。如果用一个什么来总结我这个冬天在新奥尔松的感觉，这张照片很符合我的心情。大家可以看到地面上有一些雷达，有一些光点，天空中有极光，有月亮。

当时我看到这张照片，就感觉这和《三体》里讲到的红岸基地很像：在一个偏远的地方有很多雷达对着天空，和上面发生着一些联系。我想新奥尔松就是这样的地方，北极的黄河站就是这样的地方。

我讲的就是这些，谢谢大家。