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【爱国情 奋斗者】玛曲气象站:剪一叶风云测黄河奥秘,邀漫天云水壮首曲波澜

 2019/08/06/ 17:32 来源:每日甘肃网 记者王占东 通讯员金满慧

玛曲国家基本气象站高级工程师李维红介绍观测到的风云数据。

  新甘肃·每日甘肃网记者王占东 通讯员金满慧

  “甘南是黄河重要的水源涵养补给区和长江最长支流白龙江的发源地,这里拥有天然草场232.6万公顷,湿地53.44万公顷,林地156.6万公顷,白龙江、黄河、洮河、大夏河及其众多支流纵横全州,黄河干流在玛曲境内流经433公里,补给了45%的水量,具有得天独厚的‘造血’和‘输血’功能……”

  8月5日,由中国生态学学会、甘南州委、甘南州人民政府举办的第十届生态文明腊子口论坛在合作市举行。论坛上,今年7月刚刚出版的《生态甘南与绿色崛起》一书如是描述甘南的生态分量。

  然而,作为黄河重要的水源涵养补给区,被誉为“地球之肾”、“天然蓄水池”的黄河首曲所在地——曲,又是典型的气候变化敏感区和生态环境脆弱区。如何逐步洞悉这一区域的气候特征及其变化规律,科学合理地开发和利用气候资源,对;て渖任匾,也是学界和社会关切的问题。

  多年来,甘肃省气象局、中国气象局兰州干旱气象研究所、曲国家基本气象站等单位在基于观测、研究、试验的基础上,不断探索黄河重要水源补给区(曲)生态修复及;ぜ际,将开发空中水资源为曲增加天然降水的人工影响技术攀登至海拔4000米左右的高原之上。

  而位于甘南西南部曲县3471米处的曲国家基本气象站,无时无刻不在注视着空中的水资源,在理解风中为曲黄河重要水源涵养补给区更好利用水资源提供气象智慧。

在这里,天与地的信息融合在一起。

  开发水资源,要知风知又知

  盛夏时节,在甘肃省海拔最高的国家一类艰苦气象台站——曲国家基本气象站内,已经在这里值守23年的李维红正在查看微波辐射计观测的气象资料。

  走近李维红,他对任何一项数据都充满着认真乃至感情。因为这一系列数据背后都有着重要气象和生态价值。

李维红介绍观测到的气象数据

  “这是全省唯一一台微波辐射计。”李维红说,“它能根据电磁波在空气中的传播连续观测到大气温度、相对湿度、水汽以及液态水含量等。比如,可以掌握一定时间段一立方米大气的含水量。这不论对短期预报还是为研究大气边界层的含水量分布情况以及气候研究,都有非常重要的价值。”

气象微波辐射计

  “在曲,微波辐射计观测的水汽和其中液态含水量对降水过程和可降水潜力有明显的指示意义,可用于人工增雨条件的识别,为人工增雨作业选择更加重要的时机。”李维红认为,这是这一设备对曲更直接的价值,也是为黄河上游利用水资源,;ど峁┢笾腔鄣闹匾С胖。

  在微波辐射计观测平台旁边是边界层风廓线雷达观测平台。李维红介绍,该设备每6分钟扫描一次50米至5000米高空的风速风向,对分析暴雨、强对流天气、冰雹、大风等灾害性天气起着关键信息参考。

  降水的形成要有充足的水汽,且水汽达到饱和与过饱和,即由大气降温而产生充足的凝结核。风的演变则直接决定了降水的强度、移动路径和持续时间。而风廓线雷达提供的高时空分辨率的观测资料,可以很好地连续监测水平风的垂直切变及其发展的深度。

  在气象学上,和降水的形成、发展,除了受动力 、热力条件外,其内部的微物理过程也起着重要作用。中微物理因素的微小变化都能影响的结构、降水等。所以对降水结构,特别是系中液态水的分布及其演变规律等的研究,对高空高分辨率风的变化的掌握,为了解风、和降水的形成,提高预报准确率和人工影响天气的科学性提供重要信息。

  ;ご笊“天地”心

  记者在现场看到,中国气象局兰州干旱气象研究所、甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室、中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室联合在曲国家基本气象站设立了青藏高原边坡(黄河上游水源涵养)区域大气环境与湿地生态观测与试验基地。同时,这里也是灾害天气国家重点实验室曲大气科学联合试验基地。

蒸渗计

  在微波辐射计、风廓线雷达中间的草地上,一片草地被一圆形石圈围了起来,里面草木茂盛,引起参观者的好奇。

  “千万不要触碰到里面!”李维红像;けΡ匆谎睾腔ぷ耪飧龃笤踩。他说,“这是蒸渗计。反映自然下垫面的土壤水分蒸发量,人若站上去就打破常规观测记录了!观测资料对研究曲植被生长、;び兄匾壑。”

  不仅如此。

  在旁边自动土壤水分观测仪前,李维红介绍,这里实时探测地下1米的土壤水分,不仅知道土壤墒情,为曲牧草生长提供气象服务,其积累的气候资料也为研究曲草原植被发展有重要参考价值。

  越过自动土壤水分观测仪,李维红带记者走进农业气象观测场,这里是观测自然生长状态下的牧草长势。蹲在草丛里,李维红介绍,这里有两种牧草——垂穗披碱草、早熟禾。今年雨水丰沛,这里的牧草再现“风吹草低见牛羊”的美景。

  “这就说明,只要没有人为影响,曲的牧草可以自然长得这样好!这也给人们;ず徒ㄉ韪玫纳肪程峁┝思岫ㄐ判。”李维红说。

  谈起曲气象站牧草观测经历,夏河县气象局观测员、今年28岁的谭久说:“我在曲气象站工作了5年,每月1日、11日、21日我们都会到观测场内进行牧草采样,然后称重、分析产量,之后发出预报,提出牧草生长趋势和应对建议。”

  曲气象站1966年建站,1967年1月正式业务运行,承担气候观测和气象要素的国际交换,为科学实验、防灾减灾、经济建设提供决策、公众、专业气象服务,为气候变化研究、业务实验提供高准确度、高可靠和稳定的观测资料和产品。

玛曲气象站观测设备

  多年来,中国气象局兰州干旱气象研究所等单位依托玛曲气象站的观测资料,发表了《玛曲地区5~10月水汽通量及强降水水汽来源分析》《2001~2011年青藏高原东北边坡地带水资源分析》《甘肃省玛曲县人工增雨气象条件分析模拟结果的影响》《一次层状降水过程中液态水含量的演变特征》《玛曲一次强降水过程的风廓线演变特征》等一系列论文。

  突破近4000米地区人工增雨作业界限

  在近4000米左右的高海拔地区探索人工增雨作业的方案,目前在世界上还是挑战,也极为少见。

  但是,中国气象局兰州干旱气象研究所等单位依托曲气象站的观测资料,取得了多项开创性成果,为黄河重要水源补给区(曲)空中水资源合理调控提供了重要技术支撑。

  首先,系统研究揭示了黄河重要水源补给区(曲)降水气候背景、水汽来源及通道,给出了适宜人工增雨作业的天气系统、云系特征及作业催化的部位、时机选择的依据。

  中国气象局兰州干旱气象研究所等单位对近50年来曲及周边地区气象台站常规资料研究发现,曲地区年降水量的年际变化趋势不明显,但气温升高明显,蒸发量增大,呈现暖干化趋势。首次研究、发现了曲地区水汽来源及通道:低层水汽源地是西太平洋及南海地区,主要是沿西太平洋副热带高压西侧偏南气流输送到该地;中层水汽源地是印度洋及孟加拉湾,主要是通过印度季风及高原南支槽前西南气流输送到本地。探明了曲地区不同等级降水多时间尺度的气候特征,以及层云、对流云的天气背景。给出了适合人工增雨的云特征以及天气形势,为人工增雨作业催化部位与时机选择提供了重要参考。

玛曲气象站观测设备

  第二,首次建成了曲降水资源调控集成业务应用系统,可为作业效果检验与评估提供客观依据。

  第三,首次建成了可供长久使用的“曲空中水资源调控、指挥、人工增雨作业”观测与试验示范基地,为黄河重要水源补给区(曲)空中水资源的合理调控提供了技术支撑。

  在认真研究曲地形、地貌、地表状况等特征的前提下,优化选择、阿、曲县城为示范点,建成了布局合理的拥有基本气象要素自动观测、微波辐射计、风廓线雷达、波温比测量仪、蒸渗计等特种观测仪器的“空中水资源调控、指挥、人工增雨作业”观测与试验示范基地。形成了地面以火箭弹、燃烧炉相结合,空中飞机催化的立体式人工增雨作业技术体系。建立了曲人工增雨作业效果评估体系,实现了能对人工增雨作业效果进行及时评估的功能。

傍晚时分的黄河第一弯,水天一色。

  调控空中水资源,能使曲年降水量增加10%以上

  在一系列技术突破下,中国气象局兰州干旱气象研究所等单位通过人影试验发现,利用飞机或地面对曲空中水资源进行科学合理的调控,能使曲地区的年降水量增加10%以上。

  2011年,中国气象局兰州干旱气象研究所等单位在曲利用有利时机开展了2次飞机增雨试验,2012年开展了1次飞机增雨试验和2次地面火箭增雨试验。从近30年的曲年均降水量571.6mm来看,2011年进行了飞机增雨试验,年降水量达到637.6mm,比30年的年均降水量571.6mm增加了11.5%,比2010年没有进行人工增雨的年降水量562.4mm增加了13.4%。到2012年1~10月,曲降水量累计已达717.2mm,比30年年均降水量的571.6mm增加了25.5%,2012年进行3次增雨试验的降水量又比2011年的2次增雨试验的年降水量的637.6mm增加了12.5%。

玛曲花草丰茂的山脉

  中国气象局兰州干旱气象研究所有关专家介绍,通过2012年5月20日的一次有效地面火箭增雨试验的曲和没有增雨作业的曲对比,地面火箭增雨后发现:降水量为13.9mm,曲为7.7mm。就这次地面产生的降雨量个例试验来说,试验区的曲降水量比对比区曲的降水量增加了80.5%。

  由此说明,应用建成的“曲空中水资源调控、指挥、人工增雨作业”观测与试验示范基地的观测分析,利用飞机或地面对曲空中水资源进行科学合理的调控,能使曲地区的年降水量增加10%以上,对;曲草地植被和黄河水源补给能力,增强高寒草甸和高寒沼泽湿地的水源涵养能力,起到重要促进作用,并进一步提升了整个区域高寒草地和黄河首曲沼泽湿地生态系统的生态功能。

  2015年1月16日,甘肃省人民政府向中国气象局兰州干旱气象研究所及主要研究人员张强、李耀辉、孙旭颁发了《黄河重要水源补给区(曲)生态修复及;ぜ际跫裳芯坑胧痉丁犯仕嗍】蒲Ъ际踅浇币坏冉被窠敝な。

  中国气象局兰州干旱气象研究所《黄河重要水源补给区(曲)生态修复及;ぜ际跫裳芯坑胧痉丁坊窀仕嗍】蒲Ъ际踅浇币坏冉。这也与甘肃省人工影响天气的基础有很大关系。据介绍,与国内同类工作相比,甘肃省是我国最早(1958年)开展飞机人工增雨试验的省份之一,60多年来甘肃省气象部门在人工增雨作业方面有雄厚的技术储备、丰富的经验积累、成熟的作业与指挥管理。

甘南州人影办副主任王天福介绍人工增雨火箭弹模型

  玛曲县气象局局长王世文介绍,多年来,玛曲县气象局与青海省气象局配合,展开三江源生态联防联动,为黄河上游重要的水源涵养补给区开展飞机增雨作业提供气象信息,促进黄河上游云水资源开发。

位于玛曲县阿万仓的黄河湿地

  为了让黄河首曲更美,他们一直在路上

  九曲黄河,首曲在曲。

  曲是“若尔盖——首曲湿地”的重要组成部分。以乔科曼日为主体的湿地连片绵延,面积达562.5万亩,被誉为“地球之肾”和“天然蓄水池”,是黄河上游重要的水源补给区和调蓄区,素有“高原水塔”之称。

  但是,曲也是典型的气候变化敏感区和生态环境脆弱区。在落后的技术和生产条件下,人类只能适应气候,本能地躲避气象灾害和利用气候资源,随着科学技术快速进步,人类逐步洞悉气候特征及其变化规律,能够科学合理地开发和利用气候资源。

  53年来,曲气象站坚守在3471米的黄河上游重要的水源涵养补给区,观测的资料填补气象界的多个空白,尤其对大气边界层的研究,为;ど、应对气候变化积累了重要气象资料。

  这期间是书写了一代代高原气象人发扬“缺氧不缺精神,艰苦不怕吃苦”的精神,为祖国气象事业奋斗拼搏的感人故事。

拍摄于1983年冬的玛曲县气象站 (甘南州气象局办公室提供)

  像李维红,从踏入气象事业,已经在曲气象站坚守了23年,也是站内唯一的高级工程师。2013年,他从事新闻工作的妻子因工作从兰州调到南京,如今李维红的家安在了南京,他每年只有利用休假的时间才得以与妻子、孩子团聚。

  今年56岁的曲气象站原站长王天;匾淦鹱约22岁来到曲气象站时的情景说:“我是拽着马尾巴渡过黄河来到曲的!记忆最深的就是我们找牛粪作为过冬取暖的柴火……改革开放以来特别是党的十八大以来,曲气象站发生了天翻地覆的变化。”

玛曲气象站老一代气象工作者 (甘南州气象局办公室提供)

  1991年出生的敦煌小伙儿谭久于2014年考入曲气象站,2019年4月被调到夏河县气象局从事综合观测和预报工作。

  “我之所以选择从事气象工作,且把锻炼的第一个地方放在曲气象站,是受到爸爸的影响。我爸爸也曾经是曲气象站的一员,后来他又到甘肃另一个艰苦台站——马鬃山气象站。我是从爸爸身上看到了那股精神和充实!”谭久说,“2014年,我爸爸亲自送我到曲气象站,嘱托我要到艰苦的地方去锻炼!今年4月,曲气象站的领导开着车送我到夏河,当车驶出了‘黄河第一弯’的门时,当领导在夏河与我道别时,我内心非常不是滋味,无论对曲气象站还是领导都有了不舍的感情,曲是我成长的地方,将影响我一生……”

如今的玛曲县气象局

  像李维红、王天福那样,像谭久和父亲那样,曲气象站的人们为了梦想一直在路上,以“手可摘星辰”的气魄测幻、水弄清,在把握风开发水资源中,书写着鲜活的大气人生。

进入玛曲县城的开阔道路

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