作者:沈春蕾 来源:中国科学报 发布时间:2014-8-18 10:06:29
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冰冻圈科学国家重点实验室:提出冰冻圈科学树

 

■本报记者 沈春蕾

冰冻圈,顾名思义是由冰、雪和冻土等组成,与大气圈、水圈、岩石圈(陆地表层)、生物圈一起构成气候系统五大圈层。

政府间气候变化专门委员会(IPCC)在最近的评估报告中指出:在过去的100多年,全球平均地表温度上升了0.78摄氏度。全球变暖态势的日益严峻,造成了冰冻圈加速萎缩,这让冰冻圈的研究在国际上备受重视。

近年来,我国成立了冰冻圈科学国家重点实验室,这也是国际上第一个以冰冻圈科学命名的实验室,在国际上率先提出了完整的冰冻圈科学研究体系。该实验室依托中国科学院寒区旱区环境与工程研究所建设。

量体裁衣建平台

冰冻圈科学国家重点实验室始建于1991年中科院冰川冻土研究所的冰芯实验室,发展至今,研究方向也由最初的冰芯记录扩大到冰冻圈过程研究、冰冻圈环境记录研究、冰冻圈与气候模拟、冰冻圈与水资源、冰冻圈与寒区生态以及冰冻圈变化的影响、适应与对策综合评估等。

“冰冻圈是我们的研究对象,实验室开展的科研紧密围绕国家需求和国际科学前沿。”冰冻圈科学国家重点实验室主任康世昌告诉《中国科学报》记者。

如今,冰冻圈科学国家重点实验室的主要研究内容包括深化冰冻圈过程和冰冻圈记录研究,模拟冰冻圈变化与气候变化的关系,揭示冰冻圈变化的规律和机理,阐明冰冻圈变化对水资源的影响,预测气候变化影响下冰冻圈的资源效应、环境效应和生态效应,提出适应与减缓冰冻圈变化影响的对策,为生态环境建设和可持续发展服务。

自成立以来,冰冻圈科学国家重点实验室技术支撑团队根据新老设备量体裁衣,设置了一系列实验室急需的前处理装置项目,在改善了实验室硬件条件的同时,为科研人员获得实验数据创造了良好的软件环境。

康世昌介绍道:“冰冻圈科学国家重点实验室不仅拥有先进的实验室分析仪器,还有完善的冰冻圈野外观测平台系统。”

目前,支撑冰冻圈科学国家重点实验室的野外台站主要包括:新疆天山冰川国家野外科学观测研究站(简称天山冰川站)、藏北高原冰冻圈国家野外科学观测研究站(格尔木站)、玉龙雪山冰川与环境观测研究站(玉龙雪山站)和祁连山冰川与生态环境观测研究站(祁连山站)、托木尔峰冰川与环境观测站(托木尔站)、唐古拉冰冻圈与环境观测研究站(唐古拉站)等。

此外,实验室还在青藏高原及其周边地区建立了多个半定位观测站,如珠峰、西昆仑山、祁连山中段、天山西/东段、阿尔泰山、海螺沟等地的考察站。

提出冰冻圈科学树

康世昌指出,冰冻圈科学国家重点实验室研究目标与我国冰冻圈科学体系建设一脉相承,这大大推动了我国冰冻圈学科体系的建设和发展。

我国冰冻圈研究经历了从分支学科(冰川、冻土、积雪等)独立发展历程到侧重于冰冻圈记录研究,再到冰冻圈科学研究真正向体系化方向迈进。

2007年以来,实验室在冰冻圈形成与变化机理研究的基础上,在冰冻圈与气候系统圈层相互作用的交叉领域构成冰冻圈科学新的发展方向,即冰冻圈变化的气候效应、水资源效应、生态效应、环境效应以及经济社会适应机理。

“实验室提出冰冻圈科学树,是对国际上冰冻圈科学研究的进一步提升,具有清晰而完善的学科内涵与外延。”康世昌表示,“冰冻圈科学国家重点实验室的成立,为冰冻圈科学的长期发展、培养国际一流队伍建设奠定了重要基础。”依赖一支专业的科研队伍,冰冻圈科学国家重点实验室完善了中国冰冻圈监测网络建设,使西部冰冻圈观测向多圈层相互作用的方向发展,体现了气候系统的现代科学理念。

有实验室主导的中国西部冰冻圈观测网络是全球冰冻圈观测要素最为全面、区域覆盖度大、代表性突出的区域观测体系,因而被2011年5月启动的全球冰冻圈观测(GCW)计划列为区域标准,作为参照站和超级站建设的示范。

世界气象组织在其正式文件中提出:亚洲冰冻圈在气候和水资源方面具有重要影响,中国在高亚洲(亚洲中部以青藏高原为中心的高海拔区)完善的观测网络将成为GCW区域标准。

除此之外,冰冻圈科学国家重点实验室在国际上首次开展冰冻圈变化的脆弱性与影响的适应性研究,从自然科学与社会科学交叉入手,提取冰冻圈自然指标体系,构建冰冻圈影响区关键经济社会指标,系统地开展了中国冰冻圈脆弱性分级和区划,对干旱区、江河源等区域性适应措施提出了科学见解。

其中,由实验室提出的 “冰冻圈变化对亚洲干旱区生态与经济社会的影响”计划,在IGBP全球十个预选计划中脱颖而出,成为具有国际影响力的区域性冰冻圈科学计划。

为国家需求作贡献

康世昌说:“实验室以各项目的研究成果为科学依据,积极参与了一系列的咨询活动,力争为国家和地方经济社会可持续发展提供科技支撑。”

在院士天山南北行活动中,院士专家针对塔里木河径流变化中的冰川融水贡献及影响问题提供咨询建议,提出了“对水源形成的山区,加强监测,建设水利、水电工程,逐步取代平原水库”和“在山前,修筑人工地下水库,增加水资源长期调节能力”的建议。

该实验室针对新疆塔里木河和甘肃疏勒河冰川变化对水资源影响问题,已经采取了适应性工程措施。另外,在“新疆可持续发展中有关水资源的战略研究”中,实验室完成了“新疆地区冰川水资源变化”内容,为新疆水资源合理利用提供了科学依据。

2011年7月18日,冰冻圈科学国家重点实验室研究人员通过电话,紧急提供了麦兹巴赫湖将要在7月20日左右溃决的重要信息,从而成功预警了发生在7月20日的麦茨巴赫湖突发洪水,为相关部门共同及时完成防灾避险的提前部署赢得了宝贵时间,尤其是小石峡水电站工程防洪提供了重要信息。

“实验室先后有25人次分别参加了政协人资环委、院士和地方政府组织调研和咨询活动。”康世昌说,“由实验室参与的各类咨询报告不仅提供了科学数据,还通过高层交流,传播了冰冻圈科学知识。”

《中国科学报》 (2014-08-18 第8版 平台)
 
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