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远山深处的骄傲
——走访上甸子区域大气本底观测站

来源:中国气象报   发布时间:2017年01月23日07:29
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中国气象报记者 张玮鸥 吴婷 庄白羽

  在数九寒冬的一天,沿着蜿蜒的山路,汽车从北京市密云区高岭镇上甸子村缓缓驶向村后的一个山包。

  矗立于山间那座82米高的观测塔,是引领我们的坐标。塔下,一座小楼以及几片观测场,就是我们此行的目的地——上甸子区域大气本底观测站(以下简称“上甸子站”)。

  这里的空气很清新

  距离北京城区150多公里,距离密云区中心城区50多公里,上甸子站就像居于深山的隐士,静待我们的来访。

  一路行来,天空越来越蓝。深冬时节,山上的温度只有-10℃左右,空气非常清新。

  所谓本底,指的是未受到人类活动影响的条件下大气各成分的自然含量。上甸子站处于中纬度西风区,所获取的大气成分观测资料代表我国华北区域大气本底特征。

  在经济发达、人口密度大的华北地区,要监测到理想的“绝对洁净”的大气是非常困难的。因此,大气本底观测站一般选择在远离人类活动和污染源的地区,最大限度“还原”大气的面貌。

  “这里处于京津冀经济圈的中心位置,并且远离中心城市,周边无自然和人为污染源,拥有‘原生态’的华北空气,具备非常理想的大气本底观测条件。”在上甸子站工作了30多年的周怀刚告诉记者,本底站对于站址环境的选择有非常严格的要求。周边地理环境多年保持不变,给上甸子站提供了良好的探测环境。

  山坡上的梯度观测塔是小山村的地标性建筑。塔分为5层,用以观测不同高度(18米、30米、45米、80米)风速、风向、温度、湿度数据以及63米高度的二氧化碳和水汽通量数据。

  上甸子站由工作区和生活区两部分组成,两处相距750米,绿化面积达90%以上。工作区建有1000平方米的科研业务楼,包括温室气体观测室、反应性气体和气溶胶观测室、实验观测室、化学分析室、楼顶观测平台以及梯度观测铁塔、标准气象观测场、高压配气机房等。生活宿舍楼则是一个节能示范基地,配备了太阳能采集利用及空气源热泵系统、雨水收集系统、电动机翼型遮阳板系统和多联机中央空调带地暖系统等低碳节能设备。

  不是一天就能建成这样的

  在大气成分观测室的操作平台上,只见工程师董璠拿起两个10升左右的玻璃瓶,小心翼翼地装入铺垫满海绵的金属箱内。

  他告诉记者,这是采集好的二氧化碳气体,一会儿会送到中国气象局气象探测中心,供科研分析使用。

  在上甸子站业务楼楼顶的观测平台上,布设有多种辐射观测仪器,同时还有形式各样的用来采集空气样本的进气管道,空气就是通过这些管道进入到大气成分观测仪器中的。

  目前我国有7个大气本底观测站,其中青海瓦里关站是全球大气本底观测站,上甸子站等其他6个是区域大气本底观测站。早在1958年,上甸子站就开展了地面气象要素观测和发报,但那时还只是一个气象站。

  1984年就在上甸子站工作的周怀刚皮肤黝黑、清瘦矫健,他至今仍清晰地记得台站发展的点点滴滴。他说,上世纪80年代,站里的水是从村里提上来的,粮食是用小推车推上来的。在室外观测时,四周都是坟地,夜里漆黑一片,下雨后泥泞不堪,甚至鞋陷在里面都拔不出来。

  回忆起这里的发展历程,周怀刚感慨道:“‘罗马不是一天建成的’,上甸子站也不是。”

  1992年就在站里工作的王文彦经历了肉眼读数、用算盘计算,在早上八点、下午两点、凌晨两点人工测量、分析、记录数据等“原始”的工作过程。而现在,上甸子站地面综合观测实现了自动化,打开计算机上的气象观测平台,就可以看到实时滚动更新的气温、气压、湿度、能见度等多种观测数据。王文彦说,与过去相比,现在的观测工作轻松多了。

  如今,上甸子站已经实现温室气体、反应性气体、气溶胶特性以及太阳辐射、常规气象要素、干湿沉降等6大类100余种要素的观测,能够获取华北区域长期、连续的本底观测资料,为华北区域气候变化和环境气象研究等奠定了坚实的数据基础。

  身在山村,心向世界

  30多年过去,周怀刚从“小周”变成了“老周”。作为从观测员成长起来的老同志,周怀刚深知数据观测、采集、上传工作的简单枯燥,但是他更懂得现在这些工作可以给国家、社会甚至世界带来重大的价值。

  在日常业务方面,环境气象预报员根据站里提供的实时颗粒物和反应性气体浓度观测数据进行预报;根据大气成分监测数据分析结果,撰写决策服务报告并报送至国务院及北京市政府,得到中央和地方领导批示。在科研中,该站提供的观测数据主要用于降水酸性、气溶胶理化特性、大气本底站臭氧观测、城市气团对臭氧输送的影响机理以及温室气体和气候变化等研究。

  京津冀环境气象预报预警中心副研究员马志强每月来这里三四次,提取分析相关臭氧前体物观测数据,用于光化学反应的分析。

  马志强说:“这里的观测数据非常有代表性,能够避开很多干扰性因素,从而比较准确地证明区域的环境问题。”

  长时间序列的观测数据弥足珍贵,权维俊期望能将上甸子区域大气本底观测站的历史数据整编出来,为我国应对气候变化工作和环境气象业务科研提供基础数据集。

  周怀刚说:“要是我身体条件允许,我愿意再干30年。”

  (来源:《中国气象报》2017年1月23日一版 责任编辑:张林)

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