中國科學院青藏高原綜合觀測研究站:摸清青藏高原凍土家底
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外國專家考察西大灘綜合觀測場地
野外工作現(xiàn)場
神秘的青藏高原,被稱為“最后的凈土”,而在許多科研人員眼中,這里是自然留給人類的一個巨大的科學寶藏。
事實上,這片“凈土”的很多土壤都是凍土。凍土是指零攝氏度以下含有冰的各種巖石和土壤。一般可分為短時凍土/季節(jié)凍土以及多年凍土。它是一種對溫度極為敏感的土體介質(zhì),含有豐富的地下冰。地球上多年凍土面積占陸地面積的25%。
而位于青海省格爾木市的中國科學院青藏高原冰凍圈觀測研究站(下稱冰凍圈站),就是一個致力于在我國高原腹地開展冰凍圈監(jiān)測研究的代表性野外觀測研究站。在長年累月的野外工作中,冰凍圈站站長趙林和同事們,對青藏高原整個多年凍土的變化狀態(tài)有了較全面的認識。
扎根青藏高原
冰凍圈站,原名中國科學院青藏高原綜合觀測研究站,于1987年破土動工,1990年完工,1997年以來,相繼開展了活動層水熱動態(tài)及變化過程觀測、典型地區(qū)陸面水熱動態(tài)過程監(jiān)測、凍土區(qū)碳排放監(jiān)測。
趙林介紹,隨著此后青藏鐵路的開工,從2001年開始,在高原北麓河附近建立了青藏鐵路凍土工程觀測研究基地,展開了鐵路凍土工程的監(jiān)測與研究。目前,冰凍圈站的觀測研究區(qū)位于青藏高原腹地,觀測場點集中分布于青藏公路、青藏鐵路沿線兩側(cè),沿經(jīng)向跨越整個高原主體的冰凍圈分布區(qū),是我國位于高原腹地開展冰凍圈監(jiān)測研究的唯一野外觀測研究站。
一開始,冰凍圈站的野外觀測場站最初只在青藏公路沿線有4個點。1993年,趙林到站上工作,2003年他上任第三位站長至今,十多年過去,趙林帶領(lǐng)著站上的同事們在青藏高原海拔4500米以上的地區(qū)建立了122個凍土野外監(jiān)測站點。這么多的站點,光是全部巡查一遍,就得跋涉1.6萬公里,耗時至少兩個月。但正是有了這么多的檢測站點,冰凍圈站點的科研人員才能夠準確掌握凍土的情況。
“這些野外站點,大多位于青藏高原數(shù)據(jù)信息空白區(qū),可為青藏高原凍土、氣候、水文和生態(tài)研究及區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐?!壁w林告訴記者。
摸清凍土家底
根據(jù)此前的統(tǒng)計,我國多年凍土面積約210萬平方公里,其中近90%分布在青藏高原。實際上,這些有關(guān)凍土面積的統(tǒng)計都是基于青藏公路及青藏鐵路沿線的資料得出,而青藏高原腹地及其他地區(qū)的多年凍土等真實情況仍然不是很清楚。
因此,在科技部相關(guān)基礎(chǔ)性工作專項項目支持下,趙林和他的同事多年來深入野外,逐漸摸清青藏高原多年凍土真實狀況。
趙林透露,自1962年以來,青藏高原凍土表現(xiàn)為凍結(jié)持續(xù)天數(shù)縮短、最大凍土深度減小等現(xiàn)象,青藏公路沿線分布的各類凍土層凍脹融沉強烈,高原凍土的融化加劇凍土區(qū)域的地面不穩(wěn)定性,并引發(fā)出更多凍土區(qū)工程地質(zhì)問題,對于大型道路和工程建設(shè)提出新的挑戰(zhàn)。
“多年凍土是隨著氣候的變化而變化的,只有了解了現(xiàn)在,才能更好預(yù)知未來,所以必須盡快把家底摸清楚?!壁w林說。
2015年2月,科技基礎(chǔ)性工作專項項目進入驗收階段。孫九林院士、副組長張維理研究員等不同專業(yè)領(lǐng)域的9名專家組成評審專家組,對趙林等人承擔的“青藏高原多年凍土本底調(diào)查”給出很好的評價,并評為優(yōu)秀項目,這無疑是對他們多年來的野外工作最大的肯定。
不斷壯大的隊伍
回顧過去,趙林頗有些感慨。1988年,他大學畢業(yè)就一頭扎進了凍土科研領(lǐng)域,并堅守至今。他并非沒有別的選擇,身邊的很多同事、同行業(yè)多有出國留學的,但機緣巧合,他卻一直在默默地做著凍土研究,一做就是20多年。
2003年,冰凍圈站只有兩名科研人員,如今十余年過去,該站科研人員已經(jīng)擴展至20人,還擁有近20名碩士、博士研究生,趙林的凍土科研團隊正在日益壯大。
如今,趙林及其冰凍圈站團隊的科研成果,已經(jīng)獲得了國際凍土學相關(guān)同行的認可。趙林在有關(guān)青藏高原季節(jié)凍土和多年凍土變化方面的兩篇文章,被國內(nèi)外相關(guān)學術(shù)期刊引用次數(shù)達數(shù)百次之多。
可以說,數(shù)十年來在凍土領(lǐng)域的堅守,趙林的苦心沒有白費,其團隊的苦心也沒有白費。
展望未來,趙林表示將繼續(xù)扎根凍土研究,談及未來的希望時,他說:“希望帶出一支在國際凍土學界更有影響力的中國凍土學家隊伍;希望為各類地球系統(tǒng)模式構(gòu)建有獨立產(chǎn)權(quán)的青藏高原多年凍土數(shù)據(jù)產(chǎn)品和參數(shù)化方案;同時,我也希望深入研究青藏高原多年凍土在全球變化中的作用,使凍土學研究涌現(xiàn)更多的"中國理論"。”
野外工作不易,在青藏高原這樣的世界屋脊上工作更加不易,從海拔2000多米到海拔5000多米,幾乎每隔一段時間,趙林和他的團隊都要冒著嚴寒酷暑,頂著浩蕩長風,去檢測站點查看由儀器記錄的相關(guān)科學數(shù)據(jù),有時還要負責維修。
正是基于這樣常年的積累,趙林和他的團隊正在慢慢揭開多年凍土研究的神秘面紗。據(jù)他透露,“青藏高原多年凍土本底調(diào)查”的調(diào)查數(shù)據(jù)及相關(guān)研究結(jié)果很快將會對外發(fā)布。屆時,趙林和冰凍圈站團隊的科研成果將會讓更多人受益。
《中國科學報》 (2015-06-29 第8版 平臺)