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我国首个大气边界层顶观测站在金华武义揭牌

发布时间:2022/11/23 19:25:55    作者:中环报    浏览次数:133

院府合作的科研阵地和纽带作用,有力推动碳源汇等多学科交叉前沿环境科学研究,助力实施‛双碳’战略,更有助于深入开展全大气层探测,为东南沿海生态和空天环境安全提供保障。”浙江省生态环境厅党组书记、厅长郎文荣在上黄观测站揭牌仪式上表示。

建上黄观测站有什么意义?

为什么要建上黄观测站观测大气边界层?什么是大气边界层?

“大气边界层是大气底部直接受地球表面(如地形、地貌,建筑物、植被等)影响的一层,其高度约为1千米。” 中国科学技术大学特任教授刘罗勤介绍,由于大多数人类和生物活动过程都发生在大气边界层中,大气边界层对人、对环境有着极其重要的意义。

“例如,由于污染物基本存在于边界层内,大气边界层的状态会直接影响大气污染的空间特征,继而影响区域污染治理;大气边界层的状态还能够影响土壤侵蚀作用和农业生产;大气边界层云还起到对阳光的散射作用,这有利于生物圈中的光合作用等。” 刘罗勤说。

此外,研究大气边界层的另一个重要意义则是风力发电,这也是刘罗勤课题组目前的研究重点之一。

“中国科学院大气边界层顶生态环境上黄观测站的建立,不但能够监测生态环境,同时也将有力推动大气边界层整体结构的研究,并助力实施‘双碳’战略。”刘罗勤表示,风力发电就是将大气边界层中的风能转化为电能,其效率很大程度上取决于大气边界层的状态。

“作为储量大、分布广的可再生清洁能源,风能是世界各国保障能源安全、应对气候变化、实现可持续发展的必然选择,也是实现‘双碳’目标的主力军。”刘罗勤认为,为满足人们对可再生能源日益增长的需求,未来风力机必然向大型化甚至超大型化发展,其叶片最高点可能到达夜间大气边界层顶部。因此,对大气边界层整体结构的认识,对于风能的高效利用具有显而易见的重要意义。

上黄观测站有哪些功能?

能够为大气污染防治提供科学支撑,能够为生物圈中的光合作用开展数据分析,能够为风力发电发展提供决策支撑……针对观测研究大气边界层的目的和意义,上黄观测站未来将面向国家生态环境持续改善重大需求,面向国家“碳中和”宏伟目标和“十四五”发展规划,开展重点科研攻关,实现大气生态环境和气候变化领域的重大科学创新和突破。

那么具体上黄观测站到底有哪些功能呢?中科院研究员潘小乐介绍说:“主要有4个功能,一是上黄观测站针对我们区域的空气质量进行监测,服务生态环境的改善;其次对温室气体进行监测,支持国家‘双碳’战略,提供相关的数据支持;再者在上黄观测站开展从地面到高空的垂直探测,了解中性大气层的构成及一些关键的气象或环境要素的演变,并为支持未来国家天空安全方面的情况提供数据支撑;最后,我们也将在观测站里监测气溶胶的物理化学特性,支持未来大气环境演变,包括在气候变化的情况下人类有序适应等这方面的相关内容。”

功能要发挥作用,还需要精准的监测数据作支撑。为了保证监测数据的准确,上黄观测站并没有配备烹饪设备,“我们担心做饭时的一些油烟,可能会对我们检测的数据产生影响。”潘小乐表示,目前在观测站的工作人员暂时都是简餐应付。而汽车尾气也可能会影响监测数据,“所以我们也会尽量减少汽车上山,如果遇到有以旅游为目的的私家车上山,我们也会进行劝退。”

“其实我们现在上下山不是特别方便。”未来,潘小乐将会有很长时间在上黄观测站工作。他表示,从他们住的地方到山上有24公里的路程,其中有16公里是比较崎岖蜿蜒的山路,“条件虽然比较艰苦,但是能更准确地得到我们想要的数据,这点不算什么。”

上黄观测站为何如此与众不同?

上黄观测站具备的4个功能中,有的观测站点也都各自拥有1—2项,那到底它有什么不同之处?

“首先,上黄观测站是一个综合性的观测站,观测站会把大气环境、温室气体‘碳中和’等内容融合到里面。”据潘小乐了解,目前来说,国内现有的一些观测站仅服务单一行业,“比如环境类的监测站主要关注环境要素中污染物的监测,而气象部门的观测站主要专门关注气象方面的内容等。”

另外,让上黄观测站更加独特的是它的地理位置。

“观测站选择的规范是要求海拔在1000米—1500米之间,周边50公里范围内没有污染源,且气流比较活动。最终,观测站选在了浙江金华市武义县柳城畲族镇上黄,位于武义、遂昌、松阳三县交界。满足前面3个条件的同时,在这里我们向北可以辐射到长三角地区,向南可以辐射到珠三角地区,在这里我们监测到的数据具有一定的代表性。”上黄观测站站长刘兰忠说。

“还有,它位于一个1100米高度的山顶上,这和以往我们了解到的观测站是大为不同的。”潘小乐介绍,在这里可以监测到整个大区域背景里空气质量的演变:“因为监测站正好在整个山的山尖上,人为因素影响比较小,所以在这里气流的活跃性、代表性就会非常好,我们就能监测到更大尺度范围的大气环境要素。”

因此,潘小乐认为上黄观测站的代表性非常强,“我认为未来这里将发展成国内非常重要的一个观测站,尤其会成为我们东南沿海空气质量或者生态环境情况极具代表性的观测站点。”

下一步,上黄观测站还将开展二期工程建设。“目前,第一期建设主要解决地面上的问题,第二期建设包括碳卫星接收站、碳通量监测塔、气象雷达等,两期总建筑面积将达到4555平方米。” 刘兰忠表示,“未来,我们就可以监测到污染物有多少,污染物是什么样的成分,污染物从哪里生成的,污染物又到哪里去了。最终形成从地球地表到卫星的全方位的‛天地一体化’监测,建成国内首座‛天地一体化’监测科技园。”

对于上黄观测站二期工程建设,参加揭牌仪式的国家最高科学技术奖获得者、中国科学院院士曾庆存,中国工程院院士、生态环境部环境规划院院长、中国环境科学学会理事长王金南也给出了建议,并希望在后续观测运行过程中,省、市、县政府以及生态环境部门在用好、用活观测站监测数据的同时,也要全方位、经常性为观测站解决实际困难,共同将上黄观测站打造成为具有全国和世界影响力的生态环境背景监测站。