8月9日,政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發(fā)布第六次評估報告第一工作組報告《氣候變化2021:自然科學(xué)基礎(chǔ)》。這份立足全球的報告明確指出,進一步的變暖將加劇多年凍土的融化、季節(jié)性積雪的損失、冰川和冰蓋的融化以及夏季北極海冰的損失。

青藏高原,是全球氣候變化最為敏感的地帶之一。在全球氣候變化背景下,青藏高原發(fā)生了哪些變化、如何更好地保護其生態(tài)環(huán)境?氣象部門一直在積極努力并提供氣象科技支撐。

完善監(jiān)測站網(wǎng)布局——從新中國成立以來持續(xù)推進、系統(tǒng)謀劃

青藏高原,被譽為地球上最潔凈的地區(qū)之一,空氣質(zhì)量與北極地區(qū)相當(dāng),土壤環(huán)境總體處于自然本底狀態(tài)。

從1950年在扎曲河畔建立西藏第一個氣象站,到1980年西藏氣象站點格局基本確立,再到如今縣縣有局、鄉(xiāng)鄉(xiāng)有站,西藏氣象監(jiān)測站點的變化見證著氣象人守護青藏高原生態(tài)環(huán)境的努力與擔(dān)當(dāng)。

經(jīng)歷70余年發(fā)展,氣象部門在青藏高原累計建成2個國家大氣本底站、6個國家氣候觀象臺、10個天氣雷達站、16個高空氣象觀測站、106個積雪觀測站、138個凍土觀測站和3051個地面氣象觀測站,如今的青藏高原,監(jiān)測站網(wǎng)已實現(xiàn)從無到有、從落后到先進的歷史性跨越。

而這些站網(wǎng)注定將在生態(tài)氣候變化綜合立體監(jiān)測和精準(zhǔn)氣象災(zāi)害預(yù)報預(yù)警體系建設(shè)中發(fā)揮重要作用。

瓦里關(guān)國家大氣本底站便是其中代表。坐落于青海的該站,是世界氣象組織(WMO)全球大氣觀測網(wǎng)的31個全球大氣本底站之一,同時也是歐亞大陸腹地唯一的大陸型全球本底站。在近30年的時間里,氣象工作者依托這一重要觀測站點,開展了包括溫室氣體、大氣臭氧、氣溶膠、太陽輻射、氣象和邊界層、降水化學(xué)等多個方面的觀測,用心繪好“瓦里關(guān)曲線”。

不僅如此,氣象部門為了充分“把脈”冰川受氣候變暖的影響程度,還持續(xù)開展了冰川運動速度、降水物質(zhì)平衡、植被生態(tài)環(huán)境、積雪、凍土等綜合觀測,這其中就涉及廓瓊崗日冰川、浪卡子冰川等。

監(jiān)測顯示,近50年來,青藏高原暖濕化顯著,年平均氣溫增速超過同期全球兩倍。伴隨極端高溫和極端降水事件頻繁發(fā)生,青藏高原出現(xiàn)了冰川退縮、凍土消融、“水塔”功能不穩(wěn)定性加大等現(xiàn)象,氣象災(zāi)害及衍生災(zāi)害增多,對基礎(chǔ)設(shè)施和居民生產(chǎn)生活產(chǎn)生重大影響。

日益嚴(yán)峻的氣候形勢,呼喚著更加完善科學(xué)的監(jiān)測站網(wǎng)布局。

為此,中國氣象局出臺《青藏高原冰凍圈與生態(tài)觀測站網(wǎng)布局設(shè)計方案》。根據(jù)該方案,計劃到2025年,氣象部門將在青藏高原地區(qū)基本建成結(jié)構(gòu)完善、布局合理、觀測功能齊全、業(yè)務(wù)規(guī)范、流程科學(xué)、運行穩(wěn)定可靠的冰凍圈和生態(tài)觀測站網(wǎng);構(gòu)建青藏高原典型類型的冰凍圈環(huán)境與生態(tài)過程數(shù)據(jù)庫,支持氣候變化背景下高原地區(qū)地球系統(tǒng)多圈層相互作用研究。

此外,WMO第三極區(qū)域氣候中心網(wǎng)絡(luò)(TPRCC)由我國承擔(dān)總體協(xié)調(diào)職責(zé),第三極區(qū)域氣候中心(北京)也在加快建設(shè)中。如今,雪域高原上的監(jiān)測站正越來越密集。

推進大氣科學(xué)試驗——在離天空最近的地方破譯大氣密碼

青藏高原,不僅是地理上的高地,更是科學(xué)的“高地”。

一方面,青藏高原復(fù)雜地形和加熱作用對中國乃至全球天氣氣候產(chǎn)生重要影響——這個占中國陸地面積約四分之一的巍峨之地,就像一個巨大“引擎”,總輻射量驚人,并由此形成一個“嵌入”對流層中部大氣的巨大熱源,對全球與區(qū)域大氣環(huán)流系統(tǒng)變化的動力“驅(qū)動”產(chǎn)生難以估計的影響。

而另一方面,這里仍有太多關(guān)鍵的科學(xué)技術(shù)問題有待解決。為此,氣象工作者對青藏高原開啟漫長而曲折的探索之旅——

1979年和1998年,我國先后開展了第一、二次青藏高原氣象科學(xué)試驗。在試驗期間,科研人員在高原地區(qū)設(shè)置了較大規(guī)模的特殊觀測站網(wǎng),開展了熱源觀測和各類天氣過程分析,以及數(shù)值試驗、模型試驗等一系列研究,取得了諸多具有重要價值的研究成果。

到21世紀(jì),面對這個依然至關(guān)重要的“科學(xué)議題”,氣象部門孜孜以求。中國氣象局黨組專門向科學(xué)技術(shù)部等建議,國家自然科學(xué)基金委員會專程到中國氣象局調(diào)研。從2009年中國氣象局提出立項申請開始,十余位院士、國內(nèi)外二百多位專家多次進行研討。2013年,由中國氣象科學(xué)研究院牽頭的第三次青藏高原大氣科學(xué)試驗開啟預(yù)試驗,并一直持續(xù)至今。

2017年,國家啟動實施第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究,氣象部門積極參與,牽頭承擔(dān)“西風(fēng)-季風(fēng)協(xié)同作用及其影響”等任務(wù)并取得積極進展。

今年6月5日,中國科協(xié)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)學(xué)聯(lián)合體發(fā)布2020年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進展。其中,第三次青藏高原大氣科學(xué)試驗第一階段的“邊界層與對流層觀測”及其相關(guān)研究成果入選。

該項目揭示了夏季青藏高原低溫環(huán)境下獨特的陸面-邊界層-對流層云降水物理特征,以及青藏高原通過全球大尺度垂直環(huán)流和遙相關(guān)產(chǎn)生的全球氣候效應(yīng);提出用最大熵增模型降低數(shù)值預(yù)報模式在青藏高原及周邊地區(qū)冷偏差,通過改進高原地區(qū)陸面模式物理過程參數(shù)化方法及同化技術(shù),顯著提高數(shù)值預(yù)報模式在青藏高原及下游地區(qū)的降水模擬能力。

試驗還在繼續(xù),相關(guān)成果的應(yīng)用已經(jīng)開始——26項主要成果在國家級和省級氣象業(yè)務(wù)中實現(xiàn)應(yīng)用,支撐中國氣象局青藏高原冰凍圈與生態(tài)系統(tǒng)觀測站網(wǎng)布局設(shè)計,使我國衛(wèi)星大氣可降水量業(yè)務(wù)產(chǎn)品在青藏高原地區(qū)的質(zhì)量達到國際先進水平;提高了國家級、區(qū)域中心和省級天氣預(yù)報業(yè)務(wù)能力,西藏、青海、四川和云南區(qū)域降水預(yù)報預(yù)警水平明顯提升。

聚焦生態(tài)環(huán)境保護——發(fā)揮科技優(yōu)勢,守護“世界屋脊”生態(tài)底色

三江源核心區(qū)重現(xiàn)千湖美景、柴達木盆地生態(tài)環(huán)境不斷好轉(zhuǎn)、青海湖面積持續(xù)增大……多年來,氣象部門持續(xù)聚焦生態(tài)環(huán)境保護,保障植被、湖泊、濕地河流、冰川等生態(tài)保護修復(fù)工作,守護“世界屋脊”生態(tài)底色。

人工影響天氣作為最有效的生態(tài)保護手段,在以科學(xué)方式“呼風(fēng)喚雨”中守護著碧水藍天——

青海省氣象部門積極參與三江源生態(tài)保護和建設(shè)、青海湖流域生態(tài)環(huán)境保護與綜合治理規(guī)劃等,按需開展人工增雨(雪)作業(yè)。其中青海省氣象局承擔(dān)的三江源自然保護區(qū)人工增雨(雪)工程項目曾榮獲“國家優(yōu)質(zhì)投資項目獎”。

今年3月,青海省政府辦公廳印發(fā)《關(guān)于推進人工影響天氣工作高質(zhì)量發(fā)展的實施意見》,更是明確提出人工影響天氣工作將面向生態(tài)文明建設(shè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。僅2020年,青海氣象部門就通過高性能作業(yè)飛機開展空地聯(lián)合作業(yè)103架次,地面作業(yè)314次,飛行作業(yè)規(guī)模創(chuàng)歷史新高。

西藏自治區(qū)氣象部門積極參與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)保護修復(fù)及森林防火工作,結(jié)合無人機航拍和衛(wèi)星遙感,為“兩江四河”造林綠化工程提供監(jiān)測評估依據(jù);抓住有利時機,開展人工增雨(雪)作業(yè),在草場返青、提升人工草場成活率、森林滅火、防止土地沙化等方面發(fā)揮積極作用。

自治區(qū)氣象部門還用心守護一片“白”:以高原遙感應(yīng)用和氣候變化研究為出發(fā)點,廣泛開展創(chuàng)新和應(yīng)用性研究,深入分析氣候變化對青藏高原積雪和冰川的影響。

此外,加強青藏高原氣候資源合理利用,也是氣象部門工作的重中之重——全面掌握我國西部風(fēng)能、太陽能、水電能源等情況,科學(xué)開發(fā)和利用西部氣候資源;制定青藏高原中長期發(fā)展與保護規(guī)劃,明確生態(tài)環(huán)境保護和系統(tǒng)治理、氣候變化對策研究及科技支撐、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、跨區(qū)域與國際合作等舉措;充分利用氣候變化短期內(nèi)帶來的相對有利的生態(tài)環(huán)境“窗口期”,加強高原農(nóng)業(yè)氣候適應(yīng)性區(qū)劃、濕地保護與沙漠化治理,實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境改善……一系列舉措正扎實推進。

為保障雪域高原的天湛藍、水清澈、空氣潔凈,氣象工作一直在路上。

(作者:王亮 趙曉妮 張楠 責(zé)任編輯:張林)