——记中国科学院云南天文台高级工程师董亮

　　□　谢更好

　　
　　当踏上云南天文台，第一次感受到射电望远镜带来的震撼时，他不由得抒发出“更有天山明月夜，星辰大海任遨游”的壮阔胸怀；而当他的足迹留在云南省普洱市景东县，为射电天文台成功选择了合适的地址后，又不禁留下了“广集电波自寰宇，敢言何处是故乡”的华美诗篇。
　　这位有着浓厚文人情怀的文学爱好者长期扎根于射电天文技术及转化、空间天气等研究领域里。作为云南省昆明市官渡区射电天文微弱信号处理及民用技术转化创新团队的领衔人，他带领团队在射电天文微弱信号处理技术上潜心研究；而作为云南省射电天文应用团队的核心成员，他又不仅仅将研究范围局限于射电天文的基础理论上，而是致力于将研发的技术进行民用转化。多年来，他以空间天气为对象，为我国导航通信的发展、人体健康的维护做出了突出贡献。他就是中国科学院云南天文台高级工程师董亮，在一篇篇气势如虹的诗词中，董亮多年的科研心境尽现其中，他在空间天气里发出的声声叩问也引发了无数共鸣。
　　

雕琢天文宝库

　　在董亮看来，研究太阳就等于了解了空间天气的源头。人类之所以可以在地球上随心所欲地生活，其能量均来自离地球最近的恒星——太阳。太阳通过光和热等形式，源源不断地向地球输送能量，为人类提供着温暖。但温暖有时也会衍变成凛冽的“寒风”，一旦太阳不再保持稳定，发生剧烈活动时，往往会给人类社会的生产、生活带来巨大影响。
　　太阳的射电爆发不但会引起大气层、地质层、电离层内的物理参数的变化，还会在网络通信、卫星搭载芯片、人体健康等方面产生影响。由此看来，剧烈的太阳爆发和CME（日冕物质喷发）是空间灾害天气的驱动源，也是直接影响人类近地空间环境变化的最重要因素。因此，研究太阳活动的规律并对其进行监测和预报，已经成为全球共同关心的重大课题，同时对国民经济发展、国家安全和人类生活等方方面面都具有重要的实用意义。
　　董亮已在这个与国家发展和民生大计息息相关的领域里研究多年，可本身对天文学有极大兴趣的他却在本科时阴差阳错选择了有关电子的学科。“无心插柳柳成荫”，随着对电子技术了解得愈发深入，董亮发现其实在天文学中想要探测到一个物理现象，多数也需要通过电磁波来表达，这就涉及他所学习的电子技术。于是，本科毕业后，董亮便将他在电子领域里积累的经验运用到硕士及博士期间从事的天文学中，主要研究太阳射电频谱与射电爆发对空间体、通信等方面的影响。有了电子的辅助，他仿佛拥有了一双更加灵敏与智慧的双眼，为他在天文研究中找到了更广阔的天地。
　　从2012年开始，董亮所在的中国科学院云南天文台便和北京跟踪与通信技术研究所、中国科学院国家空间科学研究中心及国家卫星气象中心联合，开始了太阳射电爆发干扰导航通信预警、预报以及监测方面的研究。
　　首先，他们在中国科学院国家空间科学研究中心廊坊台站建立了一个专门针对L波段进行观测的太阳射电望远镜，挑选出了8个“干净”的5MHz无线电频段，建立了精密太阳射电流量监测系统。针对单频点观测易受到无线电干扰的情况，该8通道同步监测系统可有效减少误报的可能性。其次，根据当时现有的多波段太阳观测资料，董亮团队继而得出多条结论。他们认为在太阳耀斑活动时，从X射线流量上升到射电流量达到最大值之间会存在2分钟到1小时不等的时间差，为此可以将X射线流量的上升点作为太阳射电爆的一个预警点；但预警时间往往较短，且易受到无线电干扰，为此，团队定论必须在多个点频均发生流量异常时才能确定太阳射电爆发；同时对于少部分射电流量上升早于X射线流量上升的事件，陆基和空间两个子系统均需要集成通信收发机，形成数据互通机制。
　　除了对太阳射电爆发进行研究，合适的射电天文台址无疑也是研究成败的点睛之笔。近年来，随着电子技术的发展，射电天文设备也逐步由数字化终端取代了原有的模拟终端。在极大程度提升射电天文观测效率的同时，射电窗口以上的几乎整个无线电频段都纳入了射电天文的观测范畴。再加上信息化的飞速发展，越来越多的无线电频段都已经被使用，由此带来的无线电干扰也成为困扰射电天文观测的主要因素，甚至有时还会对射电天文观测带来“致命”影响。
　　为此，董亮与团队积极寻找合适的天文台址。他提到，建设新的大型射电望远镜，选择无线电干扰较少的地区就是必胜法宝。可宝贵的资源往往极其稀缺，但董亮及团队心意已决，他们在经过4年多艰苦卓绝的无线电环境测试，并长期对无线电环境进行考察后，终于得到了云南普洱市景东县哀牢山这块优良的无线电宁静区，将其作为射电天文台的新址。
　　

铸造天文利器

　　“太阳活动对人体健康也有影响，可能会导致心脑血管疾病和精神疾病的发病率上升。”董亮的一席话揭示了空间天气更大的影响力。近年来，他通过研究在地磁爆发时期心脑血管疾病患者体内的血液指标，有了重大发现。
　　2012年，在董亮的牵头下，中国科学院云南天文台射电天文研究组与昆明医科大学第一附属医院（简称“云大医院”）合作，展开空间天气对人体健康的研究。他们对医院内85例稳定性心绞痛患者以及77例无冠心病患者进行考察，在详细了解所有患者的临床数据后，团队在未给药物干预的前提下，先后分别于不同日期内两次对患者进行了血液流变学指标的分析。结合地磁指数Dst数据，团队发现，与地磁宁静时期相比，地磁爆发期间患者的全血粘度、低剪切力全血粘度明显有所上升（P＜0.05）。同时相比血脂正常人群，高血脂患者的变化量更大。可见，地磁活动对人体相关血液指标确有影响。与此同时，云大医院还对2009年—2015年期间胸腔积水疾病的发病率做了统计，发现不同年同一时期内，地磁指数变化与渗出性胸腔积液发病率呈正相关性，从获得的指数便可以直接在临床上得到验证，即在长期地磁不稳定的情况下对生物膜透过率具有实际影响。
　　4年多的艰苦探索，董亮与团队也喜得科研硕果，他们荣获了云南省科技进步奖，得到了多项基金项目的资助，并计划与云南天文台和昆明医科大学第一附属医院建立空间天气—人体健康数据通报、分析机制，以便进一步挖掘受太阳活动影响的疾病事件。
　　想要为人类健康保驾护航的董亮，又将研究目光移向了北斗导航系统中特有的通信方式——短报文通信。他与云南省120急救中心合作，将短报文信息与医院前急救分诊系统相结合，通过北斗短报文信息传递患者常规的生理指标数据和判断数据。在其全天候、高可靠性、亚太区全覆盖等特点的支持下，医院指挥中心便可以更加清晰明了地判断当前患者的生命状态、所处地理位置信息以及救护人员数量等信息。除此之外，团队还特别考虑到常规的院前急救和战场中院前急救之间的规范差别，分别开发了民用输入规范和军用输入规范两种模式，全方位地了解患者信息。
　　该技术可广泛应用于在大规模突发事件中，救护车医护人员和急救指挥中心之间的信息传递，而在战场环境下，也可以为大面积伤病员进行信息传递。目前，团队已与昆明磐鹏科技有限公司联合开发了初步的试验样机，成功安装在云南省120急救中心的救护车上，进行数据采集、收集等工作。
　　著名学者王国维曾在《人间词话》中提到成大事者必经的三种境界，第一境界是“立”，第二境界是“守”，第三境界是“得”。当年在立下从事空间天气领域研究的大志后，董亮就深知哪怕付出再多，也并不一定会有等量的回馈。但在他看来，这是一种鞭策，可以让他更好地坚守科研初衷，细细品味所得科研果实的甘甜。
　　
　　
专家简介：
　　
　　董亮，中国科学院云南天文台高级工程师，研究领域涉及射电天文技术、医疗仪器技术、空间天气研究方法等多个领域，主要研究方向为射电天文技术及其转化、空间天气，包括太阳射电爆发—导航通信、地磁活动—人体健康等。多年来，主持国家级项目2项、省部级项目2项、横向课题2项，总经费300余万元。共计发表论文40余篇，专利47项。研究成果总共创造产生约1400万元，产生利润123万元。曾获2017年昆明市科学技术奖二等奖、2016年云南省科技进步奖等荣誉，并获得省、市、区三级科技带头人培养资助，作为负责人领衔带领一个科技创新团队。