科技自立自強之院士説|青藏科考是一篇大文章——訪中國科學院院士姚檀棟-新華網
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2022 09/21 10:31:31
來源:新華網

科技自立自強之院士説|青藏科考是一篇大文章——訪中國科學院院士姚檀棟

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  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裏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裏程碑意義的大事件。

  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,四十余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

  青藏高原究竟蘊藏著哪些神秘的未知,能夠深深吸引著姚檀棟院士的步伐?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將對人類生産、生活産生的影響?把一生大部分時間都獻給了青藏科考,背後究竟蘊藏著何種精神和毅力?

  帶著諸多疑問,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,是佔據一整面墻的中英文版《青藏高原及毗鄰地區冰川湖泊圖》,研究圖上標注的冰川湖泊,姚檀棟傾注了幾十年的心血。

圖為姚檀棟院士在辦公室

  姚檀棟院士指著其中的中文圖説:“在冰川變化、生態研究等研究領域,我國已在國際上處于第一方陣,隨著研究的推進,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。”

  冰芯的多項指標可以揭示環境變化,通過分析採集到的冰芯樣本,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”變化的特徵和影響。

  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將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,每三年在全世界范圍內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,説明中國科研人員在‘第三極’的整體研究水準有質的提升,這是中國科學家群體努力的結果。”姚檀棟説。

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內容,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、生態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態和生物多樣性。

  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,隨著氣候變暖,冰川融化,湖泊面積不斷擴張,出現水塔失衡,即固態的冰越來越少,液態水越來越多。”姚檀棟説。

  據介紹,在青藏高原北部的內流區,從冰川上融化的水流到附近的盆地並且儲存在其中,加之西風環流降水增加,所以內流區水資源增加,但是在青藏高原南部的外流水係,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,同時也導致冰崩、冰湖潰決等冰凍圈災害頻發。”姚檀棟説。

  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,又要拿出生態環境保護的基本方案,還要提出應對災害風險的具體措施。

  科考范圍擴展至全球氣候相關內容,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”,多圈層之間錯綜復雜的相互作用對區域乃至全球的氣候、水迴圈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、促進全球生態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”動態變化與影響、生態係統與生態安全、生態安全屏障功能與優化體係、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,科考隊員向地球之巔發起“衝頂”,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,隨著全球變暖,青藏高原呈現出海拔越高升溫幅度越大的特徵,但由于中國此前氣象觀測站都在海拔5000米以下,這一特徵是根據遙感數據推算的結論,缺乏實測支援。

  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“地球之巔”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“極目一號”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徵。

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

  “我在讀碩士研究生時,趕上了第一次科考的末尾,當時全隊只有一輛解放牌貨車,科學考察憑著兩條腿。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,並運用了一係列先進設備和儀器,有力提升了觀測精度和探測水準。”姚檀棟説,青藏科考是一篇大文章,需要不斷續寫。

  策劃:陳芳 冉曉寧

  作者:張泉 趙秋玥

  視頻:盧佳、張泉

【糾錯】 【責任編輯:周靖傑】
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