一
从兰州出发,驱车近两个小时,到了景泰县城后再向北约20公里,有一个始建于上世纪70年代初的农场,由于废弃多年,农场一片萧条,许多房屋已倒塌。从下车的那一刻起,你马上就能感受到大风的威力,吹得人几乎不能站立。在这里生活了5年的李大爷说,这样的风几乎是“家常便饭”。
但在兰州大学(以下简称兰大)大气科学学院院长黄建平看来,这里却是比较理想的监测点。一来可以为监测仪器提供必要的后勤保障,保证监测系统的正常运转,比如电源和工作人员生活给养。更为重要的是,这里距离腾格里沙漠仅有45公里:“在尽可能接近沙漠的地方进行监测,那里的沙尘几乎没有被污染,更有利于监测数据的对比实验”。
在农场一个并不起眼的墙角落,“兰州大学半干旱气候与环境观测站”就设立在那里。由大气科学学院自行设计和安装的“兰州大学气候灾害移动监测系统”已在这里投入使用,它可以实时、动态地监测西北沙尘暴发生、发展及其输送过程。
在监测站蓝白相间的“大车箱”的顶部,多个带镜头的仪器正在工作,尤其以测风速的仪器最为“活跃”,它随着风不停地转动着方向,有点像没有翅膀的飞机。这套装有国际先进仪器的监测系统主要由微脉冲激光雷达、多波段太阳光度计、三波段积分浑浊度仪、大气成分监测仪、地面辐射仪器及自动气象站等多组设备组成,数据全部实现自动接收和处理。这是我国目前第一套专门用于气候灾害,特别是干旱、沙尘等灾害天气的移动式监测系统,在国内处于领先地位。
在农场的后山上,距离这个“大车箱”不远的地方,还分别设有两个监测点,主要用来观测不同地表植被(如山丘、农田等)的感热、潜热、土壤温度和土壤水含量等。留守在这里的工作人员为了确保仪器的安全和随时检查监测到的数据是否正常,每两个小时就要检查一次监测记录。
“在兰大的气候灾害移动式监测系统研制之前,我国还没有一套高投入的移动式监测系统,兰大开了先河。”黄建平介绍说,该系统通过收集监测、数据集成、经过反演,能够提供一个直观的信息。而对沙尘暴发生、发展及输送过程的移动野外观测这种新的理念目前在国内也是首创,并且具备了国际一流的数据反演方法。
黄建平认为,甘肃是个气候敏感地带,这套系统的研制成功和投入使用有可能产出有突破性的创新成果。目前,该监测系统承担着国家“973”项目“北方干旱与人类适应”第一课题,国家自然科学基金重点项目,国家自然科学基金面上项目,海外、港澳青年学者合作研究基金等多项科研项目。
2008年春,我国北方地区出现沙尘天气过程的次数多于去年的15次,接近常年同期平均值19次。2008年2月29日和3月17日,“兰大气候灾害移动监测系统”前后两次成功监测到全国大范围沙尘天气。这是继2006年4月12日兰大建成黄土高原首个半干旱国际气候与环境观测站后的又一重大科研进展。
2008年4月8日,20多名中美科学家带着国际上最先进的观测仪器在这里进行了西北沙尘暴联合观测,黄建平和他的团队与国内外的同行们站在了同一个竞技场上。联合实验由兰大大气科学学院、中科院大气物理所、中国气象局、美国能源部大气辐射计划和马里兰大学等单位联合举行,观测试验以兰州大学半干旱气候与环境观测站为中心,另设景泰、张掖国家气候观象台两个移动观测点。希望通过这次观测试验能进一步了解沙尘暴的形成机理、传输特征及其对气候系统的影响。