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> 科普频道> 科普头条 > 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 09:35

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:蔡琳 ]
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

  • 逐梦海天 青春滚烫——记海军山东舰起降保障中队

  • 创新潮涌链博会

独家策划

推荐阅读
从意大利实验室到西北农学院,从抗战时期到和平年代,周尧用70年时光让中国昆虫学从5%的定名权走向自主。
2025-07-18 09:06
记者从会上获悉,截至今年6月,我国每万人口高价值发明专利拥有量已达到15.3件,提前实现“十四五”规划预期的12件目标。
2025-07-18 09:04
而在此次观测中,天文学家发现,在HOPS-315及其周围的原始星盘中,不仅存在固态的结晶矿物,还存在气态的一氧化硅。
2025-07-18 09:04
旨在充分发挥计量支撑产业新质生产力发展的基础保障作用,推动“溯源链、创新链、产业链”融合发展,使计量成为促进产业新质生产力发展的催化器和引擎。
2025-07-18 09:04
该所作物耐逆性调控与改良创新团队日前联合国内外研究机构,构建了首个水稻的多器官单细胞多组学图谱,
2025-07-18 04:30
太阳是地球气候系统的主要能量来源,其活动通过总辐射、紫外辐射、高能粒子沉降等多种形式影响地球大气。近年来,我国夏季降水雨带呈现出持续北移的趋势。
2025-07-18 04:30
人机语言交互的“温度”,其核心在于能否实现情感共鸣、文化适配与价值传递。语言不仅是信息符号,更是心灵沟通的桥梁。为冰冷的代码注入人文温度,需在技术突破与设计理念上双轨并进。
2025-07-17 04:30
近日,中国科学院海洋研究所万世明团队,基于海洋沉积物中的黑碳记录,重建了过去30万年以来东亚北部的古火演化历史,结合欧洲、东亚、东南亚及澳大利亚区域的记录以及考古遗址大数据,发现现代人类大规模用火始于约5万年前。
2025-07-17 04:30
在飞行器大家庭中,有一类特别的成员——翼伞。它们没有刚硬的机翼,却凭着一片巨大柔软的“翅膀”,借助风力优雅地翱翔于天际;它们结构看似简单,却蕴含着空气动力学的精妙智慧。翼伞是融合古老降落伞原理与现代智能科技的独特柔性无人飞行器,包含翼、控制系统、负载,如果加上推力系统,就可化身为伞翼无人机。
2025-07-17 04:30
近年来,移动电源行业呈现出较为迅速的发展趋势。与此同时,移动电源安全事故频发,严重威胁消费者生命财产安全。通过制定强制性国家标准,
2025-07-17 03:55
由该院枸杞科学研究所联合中国林业科学院林业研究所编制的《枸杞属植物新品种特异性、一致性、稳定性测试指南》获得国际植物新品种保护联盟通过。
2025-07-17 04:00
武汉华大生命科学研究院联合南方科技大学等单位,在单细胞水平上成功解密了拟南芥叶片衰老的过程。
2025-07-16 10:44
不只是产量最大,“深海一号”大气田还是我国迄今为止自主开发建设的作业水深最深、地层温压最高、勘探开发难度最大的深水气田。
2025-07-16 10:42
我国正研制《卓越工程师培养认证标准》,该标准是保障卓越工程师培养从“样板间”走向宏大队伍的基础。
2025-07-16 10:39
七月下半月和八月上半月是我国主汛期的最重要阶段,应急管理部指导各地加强灾害风险隐患信息报送队伍建设,开展广泛培训,目前总人数已达115万人。
2025-07-16 10:25
为强化未成年人网络保护,营造良好网络环境,近日,中央网信办印发通知,在全国范围内部署开展为期2个月的“清朗·2025年暑期未成年人网络环境整治”专项行动。
2025-07-16 10:23
新时代新征程,以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业,实现新型工业化是关键任务。
2025-07-15 04:10
现阶段,人工智能赋能新型工业化已取得明显成效,但仍存在人工智能关键硬件与开源软件储备不足、人工智能在重点行业领域应用率偏低、人工智能领域人才短缺且结构不合理、缺乏适应人工智能发展的标准体系和法律法规等问题。
2025-07-15 04:10
2025年可谓人形机器人的“破圈”之年。从蛇年春晚舞台的机器人扭秧歌,到北京亦庄的机器人马拉松,再到浙江杭州的机器人格斗赛……人形机器人正从“实验室”迈向各类“应用场”。
2025-07-15 02:55
科考船在狂风巨浪中剧烈摇摆,寻找渺小的目标如同大海捞针。回收沉睡海底半年的海底地震仪,是这次出海科研任务中最艰难的一环。“快看!在那儿!”随着一声疾呼划破沉寂,
2025-07-15 02:55
加载更多