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這些院士做過的事

科技 更新时间:2024-11-23 12:22:01

新華網北京9月21日電 題:青藏科考是一篇大文章——訪中國科學院院士姚檀棟

青藏高原,擁有地球上最獨特的地質、地理資源,被科學界稱作“天然實驗室”,而珠峰就是這個實驗室裡一塊亟待被科學認知的璞玉。中國珠峰科考首次突破8000米以上海拔高度,成為青藏高原科學考察研究具有新的裡程碑意義的大事件。

高山白雪、蔚藍蒼穹。在茫茫無際的青藏高原上,在常人難以忍受的惡劣環境下,作為中國冰芯研究的主要開拓者,中國科學院院士、第二次青藏高原綜合科學考察研究隊隊長姚檀棟每年至少要去野外科考八九次,四十餘年來考察過青藏高原大大小小不同的冰川。

他始終堅信:“青藏科考是篇大文章。揭示未知之謎,科學家永不止步。”

一張圖的癡迷 一輩子的堅守

青藏高原究竟蘊藏着哪些神秘的未知,能夠深深吸引着姚檀棟院士的步伐?通過研究冰芯記錄和冰川變化,如何破解青藏高原未來變化将對人類生産、生活産生的影響?把一生大部分時間都獻給了青藏科考,背後究竟蘊藏着何種精神和毅力?

帶着諸多疑問,我們走進中國科學院青藏高原地球科學卓越創新中心姚檀棟院士的辦公室。首先映入眼簾的,是占據一整面牆的中英文版《青藏高原及毗鄰地區冰川湖泊圖》,研究圖上标注的冰川湖泊,姚檀棟傾注了幾十年的心血。

這些院士做過的事(科技自立自強之院士說)1

圖為姚檀棟院士在辦公室

姚檀棟院士指着其中的中文圖說:“在冰川變化、生态研究等研究領域,我國已在國際上處于第一方陣,随着研究的推進,相信我們會在國際上展示更多新發現和新進展,和國際同行一起實現青藏高原環境變化研究的新突破。”

冰芯的多項指标可以揭示環境變化,通過分析采集到的冰芯樣本,可以還原數萬年間水資源、大氣、溫度及氣候的變遷過程。通過冰川變化研究,可以揭示“亞洲水塔”變化的特征和影響。

正是基于在青藏高原冰川和環境研究方面作出的卓越貢獻,瑞典人類學和地理學會将2017年維加獎授予姚檀棟院士。維加獎素有“地理學諾貝爾獎”之稱,設立于1881年,每三年在全世界範圍内對傑出的地學科學家進行海選之後評選出一名獲獎者,此次是亞洲學者首次獲得此項榮譽。

“我們的研究成果受到國際關注和國際同行認同,說明中國科研人員在‘第三極’的整體研究水平有質的提升,這是中國科學家群體努力的結果。”姚檀棟說。

既突破科學前沿,又要與社會發展結合

青藏高原擁有豐富的水資源,是長江、黃河、瀾滄江-湄公河、印度河等十多條大江大河的源頭,被稱為“亞洲水塔”。第二次青藏科考的一項重要内容,就是要研究“亞洲水塔”失衡對中國以及亞洲的影響,以及如何做好應對。

姚檀棟介紹,這次考察的重要成果之一,是利用最新的手段針對水、生物多樣性、生态問題進行多學科綜合研究,搞清楚“亞洲水塔”到底有多少水,水的變化如何影響生态和生物多樣性。

這些院士做過的事(科技自立自強之院士說)2

圖為姚檀棟院士與科考人員研究冰芯樣品

“從青藏高原的冰川湖泊圖可以看出,随着氣候變暖,冰川融化,湖泊面積不斷擴張,出現水塔失衡,即固态的冰越來越少,液态水越來越多。”姚檀棟說。

據介紹,在青藏高原北部的内流區,從冰川上融化的水流到附近的盆地并且儲存在其中,加之西風環流降水增加,所以内流區水資源增加,但是在青藏高原南部的外流水系,冰川融水在流入海洋之前就可能被居民使用,加之印度季風環流降水減少,所以外流區水資源減少。

“‘亞洲水塔’固液失衡、空間失衡,同時也導緻冰崩、冰湖潰決等冰凍圈災害頻發。”姚檀棟說。

姚檀棟認為,第二次青藏科考應該注重科學問題的深入,既要有前沿基礎科學突破,又要拿出生态環境保護的基本方案,還要提出應對災害風險的具體措施。

科考範圍擴展至全球氣候相關内容,填補多項空白

青藏高原及周邊地區包括“冰凍圈-大氣圈-水圈-生物圈-岩石圈-人類圈”,多圈層之間錯綜複雜的相互作用對區域乃至全球的氣候、水循環和生物多樣性具有重要影響。

探秘青藏高原,了解巍巍珠峰,對揭示環境變化機理、促進全球生态環境保護具有重要意義。

2017年8月19日,第二次青藏高原綜合科學考察研究在拉薩啟動,此次科考涵蓋西風-季風協同作用及其影響、“亞洲水塔”動态變化與影響、生态系統與生态安全、生态安全屏障功能與優化體系、生物多樣性保護與可持續利用、人類活動與生存環境安全、高原生長與演化、資源能源現狀與遠景評估、地質環境與災害、區域綠色發展途徑十大任務。

2022年5月,科考隊員向地球之巅發起“沖頂”,我國珠峰科考首次突破8000米以上海拔高度。

5年來,科考隊員瞄準國際前沿和國家戰略,開展跨學科、跨領域、跨區域協同攻關,聚焦重點區域,拓展科學研究和野外考察的廣度和深度,填補了重要區域戰略空白。

例如,随着全球變暖,青藏高原呈現出海拔越高升溫幅度越大的特征,但由于中國此前氣象觀測站都在海拔5000米以下,這一特征是根據遙感數據推算的結論,缺乏實測支持。

為填補這一空白,科考隊員克服極寒、缺氧、積雪等挑戰,從海拔5200米到8830米搭建八個自動氣象站,首次在“地球之巅”利用高精度雷達測量峰頂冰雪厚度,可精準實測珠峰北坡的氣溫、相對濕度、風速、風向和太陽輻射等數據,對高海拔冰川和積雪變化的監測意義重大。

值得一提的是,本次科考還利用直升機和“極目一号”浮空艇,首次針對珠峰地區二氧化碳、甲烷的垂直分布進行了測量,獲取了珠峰地區二氧化碳、甲烷的地面濃度及其通量變化、柱濃度及其垂直分布特征。

這意味着,從科學層面和社會價值角度,第二次青藏科考不僅僅是着力于思考和解決中國關心的氣候問題,還緻力于研究影響青藏高原周邊環境、全球氣候的相關内容。

“我在讀碩士研究生時,趕上了第一次科考的末尾,當時全隊隻有一輛解放牌貨車,科學考察憑着兩條腿。這次我們實現了從登山科考到科考登山的轉變,更加注重學科交叉研究,并運用了一系列先進設備和儀器,有力提升了觀測精度和探測水平。”姚檀棟說,青藏科考是一篇大文章,需要不斷續寫。

策劃:陳芳 冉曉甯

作者:張泉 趙秋玥

視頻:盧佳、張泉

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