科研動態｜子午工程CN-DARN揭示亞洲中緯度空間環境演變新機制

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近年來，隨著地磁北極進一步漂移，亞洲中緯度地區空間環境對太陽活動的敏感性顯著提升，以往多見于極地的極光頻頻出現在亞洲中緯度地區。2024 年 10 月 10 日，超強太陽風暴引發特大地磁暴，我國內蒙古四子王旗（約42°N）成功拍攝到持續超過5小時的極光，呈現紅、品紅色交織的絢麗景象，在中緯度地區十分罕見。

近日，子午工程中國雙子極光雷達網（Chinese Dual Auroral Radar Network, CN-DARN）團隊，利用CN-DARN連續觀測，探究這一現象，取得重要原創發現：在國際上首次直接觀測證明亞極光區極化流（SAPS）加速與極光亮度增強存在直接關聯，為理解磁層-電離層耦合過程提供了全新視角；首次明確即使強磁暴期間極光橢圓帶未覆蓋我國上空，亞極光區物理過程激發的高速電離層不規則體，仍可侵入我國上空影響電離層環境；研究還量化了極光活動對航空、航海、應急救援等領域不可或缺的區域短波通信造成的直接影響。該成果在《The Innovation Geoscience》雜志2026年第一期發表，并被選為當期封面（Zhang et al., 2026）。

子午工程CN-DARN建成以來，面對亞洲空間環境演變的復雜挑戰，團隊開展連續觀測與研究，已在電離層對流（Zhang et al.,2024）、電離層行進式擾動(Li et al.,2025)、亞極光區極光極化流演化(Zhao et al.,2025)等方面取得了系列原創成果。除此之外，團隊還與國內外多個研究團隊開展聯合研究，合作產出了多項成果（Zhang et al.,2025; Wang et al.,2025; Ai et al.,2026）。未來團隊將繼續在此方向深耕，切實推動設備高質量成果產出，為我國即將立項實施的國際子午圈大科學計劃提供重要基礎和先行示范，為人類和平利用太空、推動構建人類命運共同體貢獻中國方案。

圖1.研究成果被選為The Innovation Geoscience 2026年首期封面

子午工程中國雙子極光雷達網（CN-DARN）由部署在吉林龍井、內蒙古四子王旗、新疆和靜的三站六部高頻相干散射雷達組成，是子午工程打造的五類大型觀測設備之一。三站六部雷達協同探測實現北緯 40°N~80°N，南北縱深超過4000 km，東西跨度超過10000 km，電離層狀態的連續大范圍監測。CN-DARN于2023年底建設完成，經過2024年一年的試運行，于2025年通過國家驗收。國家驗收之后，CN-DARN正式加入國際超級雙極光雷達網（SuperDARN）組織，包括此前已加入SuperDARN的佳木斯雷達，目前中國科學院國家空間科學中心為SuperDARN組織貢獻了7部雷達，占SuperDARN組織總雷達數（40部）的約1/5，雷達數量在SuperDARN中居第一位。

The Innovation是一本由青年科學家與Cell Press于2020年共同創辦的綜合性英文學術期刊：向科學界展示鼓舞人心的跨學科發現，鼓勵研究人員專注于科學的本質和自由探索的初心。The Innovation雜志已躋身全球頂級綜合類期刊行列，2024年CiteScore為53.4，2024年影響因子為25.7(5 year impact Factor=40.2)。The Innovation Geoscience（ISSN 2959-8753，TIG）是The Innovation的地球科學姊妹刊，通過開放獲取（Open Access）的方式面向全球發表創新、嚴謹和前沿的重要地球科學研究進展，旨在促進地球科學研究，推動與其他學科的合作，并促進人類社會的可持續發展。由西安交通大學程海院士和University of Innsbruck的Christoph Sp?tl院士共同擔任主編。目前有來自21個國家的101位編委，其中51%來自中國以外地區，其研究范圍覆蓋地球科學各分支。The Innovation Geoscience已被DOAJ、Scopus、CAS、Google Scholar和OARL收錄。本刊歡迎來自地球科學各個領域和任何來源的投稿，包括但不限于：地理學、生態學、地質學、地球化學、地球物理學和空間物理學、大氣與海洋學、環境科學以及用于多學科合作的GeoscienceX等。

論文鏈接：

1. Zhang, J., Deng, X., Xu, J., Li, H., Li, H., Wang, W., Liang, J., Shepherd, S. G., Thomas, E. G., Lan, A., Yan, J., Wang, Z., Zhang, Q.-H., Liu, Z., Wang, X., Huang, F., Zhang, X., Zong, W., & Wang, C. (2026). Auroral activity observed from unusual latitudes in China and its underlying significance. The Innovation Geoscience, 100197. https://doi.org/10.59717/j.xinn-geo.2026.100197

2. Zhang, J., Lan, A., Yan, J., Deng, X., Wang, W., Li, H., Sun, L., Nan, Y., Song, X., & Wang, C. (2024). Development of the Chinese Dual Auroral Radar Network and Preliminary Results. Space Weather, 22(10), e2024SW004131. https://doi.org/https://doi.org/10.1029/2024SW004131

3. Li, H., Zhang, J.*, Wang, W., Sun, L., Xu, J., Deng, X., Lan, A., Yan, J., Nishitani, N., & Wang, C. (2025). Medium Scale Traveling Ionospheric Disturbances Observed by the SuperDARN Radars Located in the Asian Mid-Latitude. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 130(9), e2025JA033978. https://doi.org/https://doi.org/10.1029/2025JA033978

4. Zhao, B., Zhang, J*., Zhang, Q.*, Wang, W., Xing, Z., Lyons, L. R., Nishimura, Y., Oksavik, K., Wang, X., Li, H., Ma, Y., Wang, Y., Zhang, D., Wang, C., Deng, X., Lan, A., Yan, J., Ruohoniemi, J. M., Nishitani, N., . . . Sun, S. (2025). Simultaneous Observation of Duskside and Dawnside Subauroral Polarization Streams During an Intense Magnetic Storm. Geophysical Research Letters, 52(17), e2024GL114160. https://doi.org/https://doi.org/10.1029/ 2024GL114160

5. Zhang, R., Liu, L., Yue, X., Zhang, J., Zhang, N., Chen, Y., Le, H., & Li, W. (2025). The Penetration Electric Fields During the 10 May 2024 Superstorm Observed by ISRs Over Sanya and Jicamarca. Geophysical Research Letters, 52(6), e2024GL114543. https://doi.org/https://doi.org/10.1029/2024GL114543

6. Wang, X., Aa, E., Chen, Y., Zhang, J., Zhu, Y., Cai, L., Lu, X., Luo, B., Liu, S., Li, M., Shen, H., & Yuan, T. (2025). Midlatitude Neutral Wind Response During the Mother's Day Super-Intense Geomagnetic Storm in 2024 Using Observations From the Chinese Meridian Project. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 130(4), e2024JA033574. https://doi.org/https://doi.org/10.1029/2024JA033574

7. Ai, J., Zhang, X., Li, Y., Sun, Y., Bai, W., Guo, X., Zhang, J., Zheng, X., Li, J., Wang, Y., & Tang, X. (2026). Global thermospheric density response to the May 2024 extreme storm: TianMu-1 constellation observations. Earth and Planetary Physics, 10(1), 1-12. https://doi.org/10.26464/epp2026003

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