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青海省气象局温室气体及碳中和监测评估关键技术研发创新团队——
30年驻守“云端”,为地球精准“把脉”

发布时间:2023年08月23日 来源:中国气象报社

在海拔3816米的青海省海南藏族自治州瓦里关山顶上,矗立着中国大气本底基准观象台(以下简称“瓦里关本底台”)。瓦里关本底台是32个全球大气本底基准监测站中海拔最高的一座,也是唯一设立在亚欧大陆腹地的大气本底基准监测站。在这里,有这样一支团队,他们常年驻守荒原,忍受孤独寂寞,克服高原严寒,在全球大气监测和保护科研业务一线默默耕耘,用近30年积累的海量数据绘就业界闻名的“瓦里关曲线”。他们,就是青海省气象局温室气体及碳中和监测评估关键技术研发创新团队(以下简称“团队”)。

30年,为一个目标矢志不移

6月初,瓦里关山依旧白雪皑皑。

“每当有人问我瓦里关在哪里,我都会回答:在云端!”团队成员王剑琼,翻看着已然泛黄的一张张老照片,和记者讲述瓦里关本底台建设之初的故事。20世纪80年代,世界气象组织实施全球大气监测计划,在全球不同地区陆续开展大气本底观测。1989年,我国开始全球大气本底站的选址,经过反复遴选,地处青藏高原的瓦里关山进入专家视线。1994年9月17日,瓦里关本底站挂牌成立,担负起为地球“把脉”的重要使命。

建站初期,山上的工作环境很恶劣。“高海拔环境下大家的睡眠本就不好,再加上山风凛冽,很容易被风吹门窗的声音吵醒。”团队成员黄建青回忆道。“走快了就气喘吁吁”“晚上辗转反侧、难以入眠”……是当时许多观测员的共同经历。

视线回到现在。站上两名“95后”团队成员时闻和杨昊,每天从检查仪器开始,记录数据、更换采样膜、采集大气样本……他们的工作,在旁人看来简单枯燥,但却极为重要,如果观测数据不准确、不连续,对后续气候变化研究和决策判断容易产生误导,容不得半点马虎。

临近中午,杨昊到休息室煮上两盒泡面。“山上海拔高,水的沸点低,泡面得放进微波炉加热。”杨昊介绍道。走进厨房,记者没有看到燃气灶、炒锅、食用油等物品。询问后方知,尽管如今的工作和生活条件得到改善,但为了不影响大气本底观测数据质量,山上一直禁止生明火做饭,速冻饺子、泡面等是团队人员一日三餐的常见食品。

时闻和杨昊曾是南京信息工程大学应用气象专业同班同学,2021年毕业时,两人同时入职瓦里关本底台。“每天的观测数据是判断大气成分变化的重要依据。”杨昊说,“一想到这份工作能为国家双碳战略目标贡献自己的一点力量,我就很自豪。”

绘出最美“瓦里关曲线”

一代代人接力,在群山耸峙的青藏高原,原本鲜为人知的瓦里关山,如今已成为全球关注的大气科学高地。

印着“瓦里关”坐标的各类大气本底观测数据,带着地球气候变化的印记,从青藏高原“走进”了国内外各类学术期刊和气候变化报告,成为世界各国制定国际气候协定的重要依据。

瓦里关本底台多年的观测数据显示,大气中的二氧化碳浓度逐年递增。本底台气象人以数十年如一日的坚守和付出,绘制出建台至今近30年的二氧化碳浓度变化曲线——即“瓦里关曲线”,成为证明全球温室气体浓度持续上升的有力证据。

如今,瓦里关本底台可以全天候、高密度准确观测30个观测项目中的共计60多个观测要素,每天产生6万多个数据。还与国内外多家高校、科研机构合作,联合开展数10项科学研究和试验。“近30年的观测数据,是我国气象事业的一笔宝贵财富。”瓦里关本底台台长李富刚说。

从蹒跚起步到国际知名,瓦里关本底台的观测技术、设备、基础设施发生了巨大变化,而不变的,是瓦里关气象人“云端”守望的初心。

站在瓦里关山顶望去,本底台80多米高的梯度观测塔巍然耸立,仿佛一架云梯直达天宇。它默默守望着脚下这片土地,记录着大气变化的点点滴滴,更见证了一代代瓦里关气象人的坚守与奉献。

迎难而上,做到最好

一年365天值守,每天6万多个数据,团队成员始终按照国际标准控制,确保每个数据准确可靠。

早上7点43分,黄建青抬起手腕看了看表,随即拿起一旁的记录本,转身推门上楼。两分钟后,他准时出现在顶楼天台,眺望四周,然后观测云量、能见度和天气现象。像这样的人工观测,每天早中晚要开展3次,每一次都要按时观测和记录。

图为观测员黄建青(右)和同事在开展观测工作 金泉才 摄影

大气本底观测,是为了获取没有人为因素干扰的大气要素浓度数据。目前,瓦里关本底台担负着对温室气体、气溶胶、反应性气体、太阳辐射、降水化学、常规气象要素等的观测任务。人工观测主要针对传统气象要素,而监测大气状况主要依靠各类仪器。“这是温室气体在线监测分析仪”“这是气相色谱温室气体监测系统”“这是臭氧光谱仪”……走进瓦里关本底台,世界上最先进的现代化监测仪器,让人惊叹不已。

精益求精,是大气本底观测的本质特征,也是基本要求。有人来访,几辆车、几个人都会纳入记录,以测算外界环境变化的人为影响。室外有一座89米高的气象梯度观测塔,塔顶设置有引气口,空气从密闭管道被引入机房中的各种监测仪器。这一切,都是为了将人为因素导致的误差降到最低。

中国科学院院士、中国气象科学研究院研究员周秀骥,曾于1991年带领科研团队对瓦里关山进行选址考察,见证了本底台的从无到有。“温室气体等大气本底观测是一项专业性很强的工作,容不得一点马虎。所以从一开始我们就主动把国际标准引进来,为的就是确保数据的精确,这样才有可比性和实际参考意义。”周秀骥说。

如何确保监测仪器没有偏差?

“我们会配置标准气,用高压泵把干净的空气压到钢瓶里,配置出不同浓度的标准气,以衡量仪器比对结果是否精准无误。”王剑琼介绍,每隔三五个小时,仪器就需要自动测量标准气,看测量结果是否与标准气的实际浓度相符。如果相符就证明仪器正常运转,否则就是有偏差,必须及时校准。

瓦里关本底台作为中国气象局温室气体标准气配制中心之一,长期以来为国家级温室气体计量技术机构提供高精度的温室气体标准气,保障了全国气象系统温室气体监测业务的顺利开展,并为系统建立气象温室气体计量标准积累了经验。

世界气象组织每两年组织一次国际巡回标定和比对,用严格的标准衡量测出的数据是否符合要求。李富刚说:“建台近30年,每一次巡回检查都达到了质量管理要求。这一点支撑了数据的可靠性。”

在这个团队中,还有许多像黄建青、王剑琼、时闻、杨昊这样优秀的科研人员,他们不惧困难、勇于挑战,在实践磨砺中成长为团队的骨干力量。

应用得好,才是硬道理

在建立温室气体标准数据集基础上,瓦里关本底台团队还开展了《青海省温室气体监测公报》编制研发工作,2022年9月底完成公报编制论证。这份公报分析了温室气体本底浓度长期变化趋势及特征,反演了不同季节影响瓦里关站的主要气团传输轨迹,为科学开展温室气体监测评估,进一步提升青海应对气候变化能力奠定基础。

8月8日,全球大气本底与青藏高原大数据应用中心科创平台成立大会暨青藏高原碳与气候变化监测联盟正式在青海省西宁市成立。应对气候变化的征程,山高路远,步履铿锵。团队将驻守“云端”,为世界贡献青海力量!

(作者:金泉才 娄海萍 央金拉姆 责任编辑:张林)

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