点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:在地球之巅 探求高原地气作用过程“最优解”
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

在地球之巅 探求高原地气作用过程“最优解”

来源:科技日报2021-07-22 09:48

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  日前,在“青藏高原地气间水热交换立体综合观测研究平台”启动仪式上,中国科学院青藏高原研究所马耀明研究员讲述了数十年艰难科研探索之路,也为我们描绘了一幅地球最高处地气作用过程的“最优解”图景。

  “第三极”,改变全球天气气候

  被称为“世界屋脊”“第三极”的青藏高原,平均高度可达对流层中层的高度,独特而复杂的地形特征使得其上强大的动力和热力作用影响着东亚气候格局、亚洲季风进程和北半球大气环流,是影响我国天气和气候事件的关键区,也是全球气候变化最为敏感的地带之一。

  为什么研究高原地气间相互作用过程?“大气在经过青藏高原隆起的巨大地形时,会产生动力和热力作用,地表与大气间的水热交换将水加热蒸发,使大气对流形势发生变化,就会形成云,发生降水。”马耀明解释道,而高原对周边气候的影响是从冷高原的表面到近地面层,再到大气边界层,逐步到自由大气层,所以研究高原表面与近地面层、大气边界层的水热交换过程和交换规律是非常重要的。

  如何正确认识青藏高原复杂地表区域上的水热交换规律?马耀明解释道,研究需要综合借助四种方法。一是在各种不同下垫面上建立地气相互作用综合观测台站,通过观测试验取得资料进行分析,得到不同下垫面上、不同地形条件下的水热交换规律,然后再通过类似瓷砖拼贴的方法,就可以得到整个高原区域上的水热交换规律;二是结合试验资料与卫星遥感资料,通过参数化方案或模型得到整个高原区域水热交换规律;三是结合试验资料与数值模式系统,模拟得到整个高原区域水热交换规律;四是将以上所取得的资料通过陆面资料同化系统进行分析,得到整个高原区域水热交换规律。

  建台站,布网探测世界高地

  “科学观测试验是关键。”马耀明反复强调。

  针对青藏高原综合观测研究站点缺乏这一短板,1989年起,中国科学院青藏高原研究所地气作用与气候效应团队建立了覆盖高寒草甸、高寒荒漠戈壁、高寒荒漠草原等高原典型下垫面天气气候关键敏感区的观测站,并对青藏高原不同下垫面大气边界层、土壤水热变化以及地—气间能量水分交换规律等进行长期观测研究。

  在此基础上,马耀明等研究人员发布了全球首套由长期气象梯度观测、四分量辐射观测、土壤水热特征观测以及大气湍流特征观测构成的高时间分辨率青藏高原地—气相互作用综合观测数据集。

  经过三十余年的艰苦努力,团队在青藏高原上建立和完善了青藏高原水热交换综合立体观测研究网络体系,基本建成了第三极地区多圈层地气相互作用过程数据库。“在第二次青藏科考项目的大力支持下,在青藏高原主体共新建了11座大气边界层廓线塔站观测系统、9套微波辐射计组网观测系统和10套风吹雪组网观测系统。”马耀明说,加之高原上已有的大气边界层廓线塔站组网观测系统、涡动协方差通量组网观测系统以及土壤温、湿度组网监测系统,成功组建了青藏高原地气间水热交换立体综合观测研究平台。

  立体化,实现综合集成观测

  通过地平面上的测风雷达、微波辐射仪等设备,地上500米处的低空无人机、地上1000米处的系留艇、地上到高空10000米处的无线电探空仪等设备,地上10000米处的遥感飞机,以及地上300千米处的专业卫星……据介绍,最新组建的青藏高原地气间水热交换立体综合观测平台涵盖了青藏高原的各种地形地貌,可实现青藏高原近地层和对流层多要素、全天候的综合集成观测,为区域及其周边地区天气监测与预报、灾害性天气预警及气候环境预测等提供综合观测数据和决策依据。

  7月15日,第二次青藏科考“地气相互作用及其气候效应”专题分队从兰州集合出发,青藏高原地气间水热交换立体综合观测平台也正式启动。以青藏高原各种地形和地貌状况下的水热交换规律为考察核心,专题分队目前已在国内外8个台站上完成了3次地气相互作用及其气候效应立体综合加强观测试验。

  “此次科考将是首次利用地气间水热交换立体综合观测平台、无人机多光谱影像、机载涡动湍流通量观测平台、卫星遥感相结合方式的综合、立体观测。”马耀明说,生成的实景三维模型,可帮助研究人员准确掌握各种复杂地貌特征下的综合信息资料。

  张文丽 杜 英

[ 责编:涂子怡 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 硬核出圈!中欧班列长安号跑出开放加速度

  • 2026世界人工智能大会机器人亮点纷呈

独家策划

推荐阅读
精细匹配才能让资源发挥最大效能。把闲置变增量,让分散汇合力,精准的分配机制,有利于提高生产力。
2026-07-17 09:53
新专业落地只是起点。下一步,教育部将组织各地各校有序完成专业开设,及时开发完善教学标准和人才培养方案,明确新专业的核心素养、知识能力要求及设置条件,确保新专业设置有章可循。
2026-07-17 03:20
盛夏雨林凝翠色,沧江碧水逐新潮。7月16日,“2026世界市长对话·西双版纳”主旨对话活动在云南省西双版纳傣族自治州举行。
2026-07-17 03:50
新质生产力的形成和发展,不仅引起社会生活的重大变革,而且引起并要求人的思维方式发生新的变革。思维观念和思维方式是能力、素质的先导,只有思维“换挡”,才能适应和驾驭新质生产力的快速发展。
2026-07-17 03:50
当前,新一轮科技革命和产业变革深入推进,深刻改变着人类的生产生活方式,也引发人们对人工智能在劳动过程中究竟扮演何种角色的诸多讨论。
2026-07-17 03:50
由此,教育链、人才链、创新链与产业链得以深度贯通,形成“以国家战略任务牵引创新、以创新实践锻造人才、以人才成长支撑国家战略”的良性循环,为高水平科技自立自强和中国式现代化提供持续支撑。由此,国家战略任务牵引下的人才培养,将推动人才在解决复杂问题过程中形成原创能力,在跨学科协同中拓宽战略视野,在长期攻关实践中涵养使命担当。
2026-07-16 09:54
“北科秀场”也在上演精心打造的10集暑期特辑《科学游戏大冒险》,观众化身“科学侦探”,跟随“科博士”和“科代表”开启跌宕起伏的科学冒险之旅。“北科”系列品牌活动还实现分层培养:3岁至8岁可以在“北科童行”游戏中启蒙,6岁至12岁可在“北科展教坊”探究实践,12岁至18岁可在“北科学堂”完成跨学科进阶。
2026-07-16 09:36
由此,教育链、人才链、创新链与产业链得以深度贯通,形成“以国家战略任务牵引创新、以创新实践锻造人才、以人才成长支撑国家战略”的良性循环,为高水平科技自立自强和中国式现代化提供持续支撑。由此,国家战略任务牵引下的人才培养,将推动人才在解决复杂问题过程中形成原创能力,在跨学科协同中拓宽战略视野,在长期攻关实践中涵养使命担当。
2026-07-16 09:35
当钢铁机械遇上童心想象,硬核工业叙事便打破了技术壁垒,在儿童文学中生长出温柔坚韧的力量。开篇岩岩玩积木时爸爸演示的“平行四连杆机构”,最终成为破解矿车转向系统故障的关键,让孩子的奇思妙想对接工业实践。
2026-07-16 09:35
风云卫星的“跨界”应用是中国气象科技对参与我国生态治理与应对全球气候变化挑战,做出的一道“必答题”。更重要的是,风云卫星积累的连续墒情数据,为农作物生长模型构建、气候变化对农业影响分析提供支撑。
2026-07-16 09:34
一个常见误解是,基础研究离市场较远,产业竞争越激烈,越应把资源集中到应用开发和成果转化上。量子信息产业离不开量子力学,人工智能离不开数学、统计学、计算机科学和认知科学,生物制造离不开分子生物学、基因组学和合成生物学,新能源和新材料离不开物理、化学和材料科学。
2026-07-16 09:33
延东煤层气田位于延长县和宜川县境内,是陕西省属企业探明的首个大型深层煤层气田,埋深超2000米,属典型的“自生自储”型深层煤层气藏。
2026-07-15 09:15
中国科学院院士、北京大学干细胞研究中心主任邓宏魁团队发布了其首创的“化学重编程干细胞”技术的自主实验室应用——智能细胞化学重编程和克隆筛选平台。
2026-07-15 09:15
登记面积达37.7万平方公里,绿水青山有了自己的“户口本”。在生态产品价值实现机制方面,探索建立资源权益指标市场化交易机制、生态保护红线内建设用地腾退指标交易激励机制,实现成本共担、生态效益共享。
2026-07-15 09:14
对于我们抢占科技和产业制高点、牢牢把握发展主动权具有重要意义。发展未来产业,前瞻布局管方向、管长远、管全局,梯度培育管路径、管方法、管落实。
2026-07-15 09:14
在美丽乡村建设过程中,推广绿色生产技术、防治农业面源污染等工作的开展,都离不开专业人才
2026-07-15 09:13
国家气候中心预测,今年主汛期我国气候状况总体偏差,极端天气气候事件偏多,东部地区涝重于旱,有南北两条多雨带,其中北方多雨带位于东北地区、内蒙古东北部、华北、华东北部等地。
2026-07-14 10:27
当前,我国传统产业正向着智能化、绿色化、融合化方向转型,这一过程迫切需要青年技能人才的加入。
2026-07-14 10:23
以生态环境高水平保护支撑经济社会高质量发展,须以绿色化引领数字化,以数字化赋能绿色化。
2026-07-14 10:20
据中国载人航天工程办公室消息,13日,将执行嫦娥七号任务的长征五号遥十四运载火箭安全运抵文昌航天发射场。后续,该火箭将与先期运抵的嫦娥七号探测器一起开展发射场区总装和测试工作。
2026-07-14 09:23
加载更多