作者:王静 来源:中国科学报 发布时间:2014/9/22 8:36:37
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用生命累积数据
记藏北高原冰冻圈特殊环境国家野外科学观测站


 

■本报记者 王静

冰冻圈工程师在讲解周围环境。 王静摄

青海省格尔木市的清晨,天空湛蓝明净。大街上,爱美的姑娘或戴着口罩,或蒙上美丽的丝巾。“高原的反射光比紫外线的直接照射更灼人。”中科院寒旱所的一位负责人日前在接受《中国科学报》记者采访时这样解释高原风情。

上午8点,寒旱所藏北高原冰冻圈特殊环境与灾害国家野外科学观测站几位科研人员与记者一行乘坐越野车,驶入青藏公路。

雪山、石头、电线杆

车行十几分钟后,青藏公路两旁只有黄褐色的壮丽高山,难见一棵草木。山道弯弯,汽车盘旋而上。在蓝天白云下,嶙峋的石头各呈奇姿。

如此荒凉而凛冽的境地虽不适合人类居住,但一根根电线杆伫立其中,表明人类的脚步已在此无数次穿行。藏北高原冰冻圈野外观测站的科研人员,就是不断在这里往返的人。

颠簸两小时后,远处皑皑的雪山进入视线,记者们振奋起来,忍不住拿起相机纷纷拍摄。雪山,孕育着大地,滋养着生命。正是为了弄清雪山周边冰冻圈的变化及其对人类生活的影响,中科院寒旱所在这里设立了多个观测点。

“多年冻土占北半球陆面总面积约24%,我国占北半球多年冻土总面积约10%。”藏北高原冰冻圈特殊环境与灾害国家野外科学观测研究站站长赵林向众人简述着观测研究的起始。

森林、矿产开发,道路和军事基地建设等,推动了对北极地区国家对多年冻土的调查研究。其中主要有1891~1916年俄罗斯远东铁路的建设,以及1974~1977年阿拉斯加输油管道的建设。

中国冻土区共约210万平方公里,青藏高原有多年冻土区130万平方公里。截至目前,我国除青藏、青康公路/铁路沿线外,对青藏高原多年冻土的调查截至目前基本上是空白,深入研究甚少。

仪器、数据、唯一性

中午时分,在峡谷一片开阔地,山势舒展,雪山近而绵长,海拔4400余米。越野车驶离公路,进入起伏不平的草地。这里建有一个铁丝网围栏,其中有数个铁盒子等设备。

赵林指着围栏介绍:“这里是我们最近的一个观测点,是我们站122个多年冻土观测点之一,也是我们站5个综合观测基准站之一。”

带着大家进入围栏后,他边走边一一给记者们讲解每个设备的用途。

自动气象站和涡动相关系统用于监测大气风、温、湿不同梯度的变化,及地气间热量、水分和二氧化碳的交换量;活动层水热监测设备主要对土壤内部的水热变化过程和水热参数给予测定;自动数据采集除记录埋设于钻孔中10~120米深度的热敏电阻温度探头信号外,还自动记录来自雪深观测仪、激光雨滴谱仪、光谱仪等设备传来的信号,获取大气降水、积雪深度、地面辐射平衡等数据,同时测量植被盖度、多样性、生物量等其他数据。

“这里布设的是目前国际上最先进的观测仪器,经费主要来源于科技部和中科院的支持。”他欣慰且自豪地补充,利用这些监测仪器,可获得准确的数据,这是世界上独一无二的珍贵资料。他十分看好自己工作的价值。

然而,在这里,记者只走了几步后,心跳就有些紊乱,不敢多说话。而观测站研究人员几乎都没有表现出多少变化。

冻土、轻语、科学人

这里的温度明显低于格尔木,必须穿上较厚的外套。走了几步后,记者心跳加速,不再敢问问题。午餐是从格尔木带上来的冰凉食品,大家各自席地而坐,独自享用。

藏北高原冰冻圈站副研究员吴晓东告诉大家,这里并没有上高原,只是接近高原边缘了。

“真正在高原工作时,一般尽量不思考,也很难深入思考任何科学问题,只干体力活儿。事实上,也很难思考问题,大脑缺氧。”赵林站在一旁轻声说明。

藏北高原冰冻圈的研究人员一般在海拔4000米后,有比较明显的不适应感觉。事实上,长期的野外工作,并没有此刻这般轻松。只要上高原,他们必须带上厚厚的保暖服装。

赵林的左脚已患脉管炎多年,经过十几年中西医治疗,至今未能痊愈。在记者们反复要求下,他脱下鞋袜,让大家看了一眼。

这是一双依然肿大的脚,一只脚的5个脚趾渐变至乌青。

“没有被截肢已很幸运。”他说。

很少人知道,藏北高原冰冻圈观测站有这样一双长期肿胀而紫青的脚,有这样一位走起路来多少有点瘸的人。

即便国际同行,看到的也只是《中亚多年冻土的热状况及变化》《青藏高原周边地区季节冻土及其变化》和《青藏高原多年冻土活动层的冻融过程》等一系列文章,以及过去10年来,青藏高原多年冻土活动层层厚速度为4cm/a等科学结论。

看到这双令人惊诧的脚,记者们忍不住问他为啥选择这一行。

“干这行也是缘分。”

26年前,他考入这行的研究生即是缘起。其间,他尝试过出国深造,但没能成行。“说明缘分还在。”他说。

其实,他几乎每天都需要忍受着疼痛。可他似乎没有丝毫遗憾,幽默道:“现在这个年纪是除了这行好像什么也不会了。”

循环、机理、未来

很快,赵林的话题又回到了本行。

他认为,在寒区地表十至数米之下,广袤分布的多年冻土控制着这个地区的水资源循环、植被生长发育和对流层大气循环等的物理过程,也蕴藏着数万吨有机碳,占我国土壤有机碳总量一半以上。但目前,国内外科学家不仅不能准确回答全球多年冻土到底有多少、不同地区多年冻土中到底埋藏着多少地下冰等问题,也不能给出描述多年冻土在气候、水文和生态系统中作用的准确方程。

“期望全球气候模式在涉及到青藏高原多年冻土区时,用到的地表土壤、植被、多年冻土资料乃至相关参数是由我们自己给出的,用到的描述相关物理机制的公式也是由我们给出的。”

在谈到其团队未来科学目标时,赵林表示:作为一个以数据生产为目的的国家野外科学观测研究站的负责人、一个基础科学研究工作者,能够为国际基础科学研究和生产实践提供合格的数据产品,并能够推动所从事领域科学水平的提升,是终极目标。

延伸阅读

藏北高原冰冻圈特殊环境与灾害国家野外科学观测研究站基地位于青海省格尔木市,于1987年破土动工,1990年完成,相继建成多年冻土温度和大气物理(30M气象塔观测)观测场。

1995年后,为配合青藏公路的冻土工程研究,增加了公路路基的冻土监测。随着冰冻圈和高原气候、地气相互作用研究的深入,1997年以来,相继开展了活动层水热动态及变化过程观测、典型地区陆面水热动态过程监测、冻土区碳排放监测。

伴随着青藏铁路的开工,从2001年开始,在高原北麓河附近建立了青藏铁路冻土工程观测研究基地,展开了铁路冻土工程的监测与研究。2002年进入中国科学院特殊环境与灾害野外科学观测研究站网络;2005年,经科技部审核批准成为国家野外科学观测研究站,被定名为“藏北高原冰冻圈特殊环境与灾害国家野外科学观测研究站”,形成了以高原冰冻圈动态变化和寒区工程监测为主要监测和研究对象的野外科学观测研究站。

研究站的观测研究区位于青藏高原腹地,观测场点集中分布于青藏公路沿线,沿经向跨越整个高原主体的冰冻圈分布区。该研究站是针对高原这种特殊环境(即冰冻圈)的动态变化及其与相关圈层,如大气圈、生物圈、水圈等相互关系而设立的野外监测、试验和研究站,是目前我国位于高原腹地4500米以上的唯一野外研究站,也是我国开展多年冰冻期监测研究的唯一野外观测研究站。(晓琪整理)

《中国科学报》 (2014-09-22 第8版 平台)
 
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