绘出“大气曲线”优美轨迹

——走进四个入选国家野外科学观测站的大气本底站

来源: 中国气象报     发布时间: 2019-08-12 17:34    【字号:  

中国气象报记者 王亮

前不久,科技部相继印发《国家野外科学观测研究站建设发展方案(2019-2025)》和《国家野外科学观测研究站优化调整名单》,对布局完善陆地和海洋的大气本底国家野外站提出新要求,将原有105个国家野外站优化调整为97个。

其中,气象部门主管的青海瓦里关大气成分本底国家野外科学观测研究站(简称瓦里关站)、北京上甸子大气成分本底国家野外科学观测研究站(简称上甸子站)、黑龙江龙凤山大气成分本底国家野外科学观测研究站(简称龙凤山站)、浙江临安大气成分本底国家野外科学观测研究站(简称临安站)4个站在名单之列。

从20世纪80年代起相继设立的这4个大气本底站因何入选?气象观测领域各有什么侧重?这几个站的科研成果有什么亮点?

从条件艰苦到技术领先

在国家野外科学观测研究站优化调整名单中,瓦里关站被评为优秀。

2001年3月,该站现任副台长刘鹏从大学毕业后成为大气本底监测员,当时的瓦里关站尚处于发展阶段,监测项目覆盖不全,人员紧缺、基础保障设施落后。

那是一段十分艰难的时光。头几年,位于山顶的监测基地,基础设施简陋,生活条件艰苦。为了完成监测任务,寒冬腊月里,刘鹏往往需要冒着风雪在观测场开展工作。有时大雪封山,车辆无法到达山顶,换班人员只能背着监测样品从半山腰步行到基地。

有人不理解这份热情从何而来,但每次去站里值班,刘鹏和同事还是充满期待。

“这是欧亚大陆唯一的内陆型全球大气基准观测站,观测仪器类别丰富,让人大开眼界,还有各种专业提升和培训学习的机会!”说起瓦里关站,刘鹏充满干劲儿。2010年,作为瓦里关站温室气体监测业务骨干,他曾被派往美国国家大气与海洋管理局(NOAA)学习。“通过那次学习,了解到我们与先进国家在大气本底监测领域存在的差距,也更坚定了要把瓦里关站建设好的决心。”

经过十几年的建设发展,在海拔3816米的青海省海南藏族自治州瓦里关山,全球海拔最高的大气本底基准观象台逐步发展,监测仪器逐渐增加,基础保障设施逐步改善,工作队伍逐渐壮大。

大气本底站的精神和成绩不单单体现在瓦里关。在北京上甸子、黑龙江龙凤山、浙江临安,同样的轨迹在书写。

上甸子站坐落于北京市密云区高岭镇上甸子村一个小山坡上,周围山势平缓,地形开阔。该站的观测数据为环境气象预报业务、臭氧预报业务和科学决策提供重要支撑。

位于黑龙江省五常市的龙凤山站,是中国政府与世界气象组织联合开展的监测中尺度本底污染浓度国际合作项目,其观测被纳入全球大气监测网业务观测体系。自1989年建站以来,该站积累了近30年的观测数据,这些数据及研究成果对地球大气成分的变化起着监测、早期预警作用。目前,该站开展温室气体及相关微量成分、气溶胶、反应性气体、常规气象要素、大气辐射以及干湿沉降共7大类近100种要素的观测。

位于浙江省杭州市临安区的临安站,处于长江三角洲西南翼,常年主导风向——东北方向分布着长三角城市群。该站能够“灵敏”捕捉来自长三角城市群混合较均匀的大气成分变化信息。近5年,该站共获得各类气象、大气成分观测数据近4000万条。目前开展的温室气体、气溶胶、反应性气体、酸雨、大气臭氧柱总量、太阳辐射、地面气象等7大类30余种要素观测,均纳入中国气象局业务观测序列。

从提供基础支撑到融入国家发展

一直以来,野外科学观测和试验研究工作都受到高度重视。从1999年开始,科技部会同有关部门,围绕生态系统、特殊环境与大气本底、地球物理和材料腐蚀等4个方面,遴选建设了百余个国家野外科学观测研究站。经过系统建设,这些站在长期连续获取基础数据、认知自然现象和规律、推动相关领域方向发展等方面发挥了重要作用。

2016年,中国气象局出台了气象野外科学试验基地管理办法,组织遴选了21个野外科学试验基地,为气象科技发展提供基础支撑。

作为我国唯一一个全球级大气本底观测站,瓦里关站是目前欧亚大陆腹地唯一的大陆型全球基准站,观测数据代表全球陆地大气本底,对应对全球气候变化至关重要。经过25年的努力,如今研发了大气本底成分浓度、气体样品和颗粒物样品的监测技术。

本底环境是农业生产、生态环境保护的最后底线。作为我国重要的工业和农业基地,东北地区在维护国家国防安全、粮食安全、生态安全、能源安全、产业安全方面战略地位十分重要,龙凤山站获取的数据记录着东北地区大气本底环境变化,是政府每年发布温室气体公报的重要数据获取点。

根据《国家野外科学观测研究站建设发展方案(2019-2025)》,到2025年,国家野外科学观测研究站数量保持在一定规模,基本形成覆盖我国主要代表性区域和领域方向的国家野外站布局。

下一步如何做?中国气象局将继续完善气象部门科技创新基地建设,推进野外科学试验基地的顶层设计和科学布局,并继续积极申报国家野外科学观测研究站。

4个国家大气本底站也有清晰的蓝图——入选国家野外科学观测研究站后,瓦里关站将持续完善观测项目、观测要素,引进更多科研人才,提升科研能力,同时进一步扩大监测数据共享。上甸子站将继续发挥长序列、高质量、多要素数据集的关键优势。龙凤山站继续提升观测能力,依托现有综合大气成分本底观测系统,建设规模适度、技术先进、功能齐备的国家野外科学观测研究站。临安站将在观测技术方面继续改进,进行自动化采样方法研究,申请多项专利。(王玫珏、娄海萍、金泉才、冯子晏、王鹏、袁长焕、张恒、单萌、郑洁霖对本文有贡献)

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