揭開(kāi)青藏高原地氣相互作用的“面紗”

2024-08-15 20:19:18來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)

8月1日

，青藏高原珠峰地區(qū)高寒環(huán)境復(fù)雜地表地氣相互作用天—空—地立體協(xié)同觀測(cè)試驗(yàn)正式啟動(dòng)。這是青藏高原珠峰地區(qū)首次利用航空平臺(tái)開(kāi)展水熱碳通量觀測(cè)試驗(yàn)

，將填補(bǔ)青藏高原珠峰地區(qū)面尺度地氣相互作用觀測(cè)的空白

。

為什么要在珠峰地區(qū)開(kāi)展水熱碳通量觀測(cè)試驗(yàn)？本次試驗(yàn)將用到哪些科技手段

？對(duì)此

，科技日?qǐng)?bào)記者采訪了本次試驗(yàn)牽頭人——中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院遙感與數(shù)字地球重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員賈立。

搭載水熱碳通量觀測(cè)系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)正在獲取通量數(shù)據(jù)

。

中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院供圖

采用地基和空基協(xié)同觀測(cè)

青藏高原被譽(yù)為“世界屋脊”“亞洲水塔”

，是我國(guó)重要的生態(tài)安全屏障。同時(shí)

，青藏高原對(duì)大氣具有強(qiáng)烈的加熱效應(yīng)

，會(huì)影響北半球中緯度地區(qū)的大氣環(huán)流

，其地表物質(zhì)和能量交換不僅影響當(dāng)?shù)丶爸苓厷夂颍€可通過(guò)復(fù)雜的氣候反饋機(jī)制和大氣環(huán)流影響全球氣候

。

“處于青藏高原核心區(qū)域的珠峰地區(qū)地形復(fù)雜

，多高山、深谷

、冰川和冰磧地貌

，太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，生態(tài)環(huán)境脆弱

、敏感

，是全球變暖背景下地球系統(tǒng)地氣相互作用過(guò)程及生態(tài)系統(tǒng)格局演變研究的重要區(qū)域。”賈立說(shuō)

。

因此

，科研人員將試驗(yàn)區(qū)選在了珠穆朗瑪峰北側(cè)，該區(qū)域平均海拔約4200米

。賈立介紹

，此次試驗(yàn)利用無(wú)人機(jī)航空平臺(tái)開(kāi)展觀測(cè)試驗(yàn)，同時(shí)結(jié)合地面站點(diǎn)和衛(wèi)星遙感觀測(cè)形成多時(shí)空尺度

、天—空—地立體綜合觀測(cè)

，以深入探究處于亞洲季風(fēng)影響區(qū)的青藏高原珠峰北坡地區(qū)高寒環(huán)境和復(fù)雜地表?xiàng)l件下的水分循環(huán)、物質(zhì)和能量交換過(guò)程機(jī)理

。

試驗(yàn)采用地基和空基協(xié)同觀測(cè)方式

，從不同時(shí)空尺度開(kāi)展珠峰地區(qū)典型地表地氣相互作用的觀測(cè)和分析研究。“在地基試驗(yàn)部分

，團(tuán)隊(duì)在核心試驗(yàn)區(qū)荒漠地表和高寒農(nóng)田地表分別建設(shè)兩處地表水熱碳通量觀測(cè)站

，并持續(xù)運(yùn)行。”賈立說(shuō)

，這兩處新增地基通量觀測(cè)站將和已有中國(guó)科學(xué)院珠穆朗瑪大氣與環(huán)境綜合觀測(cè)研究站

，一起提供核心研究區(qū)域的典型地表點(diǎn)尺度局地微氣象環(huán)境和水熱碳通量觀測(cè)，并為核心區(qū)典型地表地氣相互作用特征及機(jī)理研究提供基礎(chǔ)時(shí)序觀測(cè)數(shù)據(jù)

。

在空基試驗(yàn)部分

，研究團(tuán)隊(duì)首次在珠峰地區(qū)復(fù)雜地表?xiàng)l件下開(kāi)展航空機(jī)載觀測(cè)，獲取區(qū)域面尺度地表與大氣之間的水分通量

、潛熱通量

、感熱通量、碳通量和輻射通量的空間分布數(shù)據(jù)

。

“地基和空基通量觀測(cè)試驗(yàn)相結(jié)合

，能夠獲取兼顧時(shí)間變化和空間變化的水熱碳通量觀測(cè)數(shù)據(jù)，為在珠峰地區(qū)復(fù)雜地表開(kāi)展區(qū)域尺度地氣相互作用研究

、地面觀測(cè)與衛(wèi)星觀測(cè)之間尺度轉(zhuǎn)換研究提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)

。”賈立說(shuō)

。

第二次青藏科考的重要部分

研究人員還將同步開(kāi)展機(jī)載熱紅外觀測(cè)、大氣邊界層風(fēng)溫濕廓線探空觀測(cè)等試驗(yàn)

，以實(shí)現(xiàn)對(duì)影響地氣相互作用的關(guān)鍵地表特征和大氣邊界層結(jié)構(gòu)的立體協(xié)同觀測(cè)

。

賈立說(shuō)：“衛(wèi)星觀測(cè)范圍大，是大區(qū)域尺度

；地面觀測(cè)站覆蓋范圍較小

，相當(dāng)于一個(gè)點(diǎn)的觀測(cè)，是點(diǎn)尺度

；無(wú)人機(jī)觀測(cè)范圍介于兩者之間

，是面尺度。”

談到本次試驗(yàn)和第二次青藏高原綜合科學(xué)考察的關(guān)系

，賈立介紹

，此次試驗(yàn)屬于第二次青藏高原綜合科學(xué)考察“西風(fēng)—季風(fēng)作用區(qū)非均勻下墊面地氣相互作用機(jī)載通量觀測(cè)試驗(yàn)研究”子專(zhuān)題的主要內(nèi)容之一，是第二次青藏科考“西風(fēng)—季風(fēng)協(xié)同作用及其影響”專(zhuān)題中西風(fēng)—季風(fēng)協(xié)同作用區(qū)非均勻下墊面地氣相互作用綜合立體觀測(cè)試驗(yàn)的重要組成部分

。

同時(shí)，本次試驗(yàn)還是繼甘肅敦煌

、云南大理和青海格爾木等地之后

，賈立團(tuán)隊(duì)第四次在青藏高原及周邊地區(qū)采用無(wú)人機(jī)航空平臺(tái)開(kāi)展水熱碳通量觀測(cè)試驗(yàn)。

“下一步

，我們將整合青藏高原地區(qū)地面已有站點(diǎn)

、航空平臺(tái)、衛(wèi)星遙感等的觀測(cè)資料

，綜合分析高原地區(qū)水熱碳通量變化過(guò)程特征和機(jī)理

，結(jié)合多尺度觀測(cè)和模擬兩大手段

，探究青藏高原復(fù)雜地表地氣相互作用特征

，揭示青藏高原環(huán)境變化及其氣候反饋的關(guān)鍵機(jī)制

。”賈立說(shuō)