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摸清青藏高原冻土家底

摸清青藏高原冻土家底

外国专家考察西大滩综合观测场地

野外工作现场

  神秘的青藏高原,被称为“最后的净土”,而在许多科研人员眼中,这里是自然留给人类的一个巨大的科学宝藏。

  事实上,这片“净土”的很多土壤都是冻土。冻土是指零摄氏度以下含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土/季节冻土以及多年冻土。它是一种对温度极为敏感的土体介质,含有丰富的地下冰。地球上多年冻土面积占陆地面积的25%。

  而位于青海省格尔木市的中国科学院青藏高原冰冻圈观测研究站(下称冰冻圈站),就是一个致力于在我国高原腹地开展冰冻圈监测研究的代幸运飞艇表性野外观测研究站。在长年累月的野外工作中,冰冻圈站站长赵林和同事们,对青藏高原整个多年冻土的变化状态有了较全面的认识。

  扎根青藏高原

  冰冻圈站,原名中国科学院青藏高原综合观测研究站,于1987年破土动工,1990年完工,1997年以来,相继开展了活动层水热动态及变化过程观测、典型地区陆面水热动态过程监测、冻土区碳排放监测。

  赵林介绍,随着此后青藏铁路的开工,从2001年开始,在高原北麓河附近建立了青藏铁路冻土工程观测研究基地,展开了铁路冻土工程的监测与研究。目前,冰冻圈站的观测研究区位于青藏高原腹地,观测场点集中分布于青藏公路、青藏铁路沿线两侧,沿经向跨越整个高原主体的冰冻圈分布区,是我国位于高原腹地开展冰冻圈监测研究的唯一野外观测研究站。

  一开始,冰冻圈站的野外观测场站最初只在青藏公路沿线有4个点。1993年,赵林到站上工作,2003年他上任第三位站长至今,十多年过去,赵林带领着站上的同事们在青藏高原海拔4500米以上的地区建立了122个冻土野外监测站点。这么多的站点,光是全部巡查一遍,就得跋涉1.6万公里,耗时至少两个月。但正是有了这么多的检测站点,冰冻圈站点的科研人员才能够准确掌握冻土的情况。

  “这些野外站点,大多位于青藏高原数据信息空白区,可为青藏高原冻土、气候、水文和生态研究及区域经济发展规划提供基础数据支撑。”赵林告诉记者。

  摸清冻土家底

  根据此前的统计,我国多年冻土面积约210万平方公里,其中近90%分布在青藏高原。实际上,这些有关冻土面积的统计都是基于青藏公路及青藏铁路沿线的资料得出,而青藏高原腹地及其他地区的多年冻土等真实情况仍然不是很清楚。

  因此,在科技部相关基础性工作专项项目支持下,赵林和他的同事多年来深入野外,逐渐摸清青藏高原多年冻土真实状况。

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  赵林透露,自1962年以来,青藏高原冻土表现为冻结持续天数缩短、最大冻土深度减小等现象,青藏公路沿线分布的各类冻土层冻胀融沉强烈,高原冻土的融化加剧冻土区域的地面不稳定性,并引发出更多冻土区工程地质问题,对于大型道路和工程建设提出新的挑战。

  “多年冻土是随着气候的变化而变化的,只有了解了现在,才能更好预知未来,所以必须尽快把家底摸清楚。”赵林说。

  2015年2月,科技基础性工作专项项目进入验收阶段。孙九林院士、副组长张维理研究员等不同专业领域的9名专家组成评审专家组,对赵林等人承担的“青藏高原多年冻土本底调查”给出很好的评价,并评为优秀项目,这无疑是对他们多年来的野外工作最大的肯定。

  不断壮大的队伍

  回顾过去,赵林颇有些感慨。1988年,他大学毕业就一头扎进了冻土科研领域,并坚守至今。他并非没有别的选择,身边的很多同事、同行业多有出国留学的,但机缘巧合,他却一直在默默地做着冻土研究,一做就是20多年。

  2003年,冰冻圈站只有两名科研人员,如今十余年过去,该站科研人员已经扩展至20人,还拥有近20名硕士、博士研究生,赵林的冻土科研团队正在日益壮大。

  如今,赵林及其冰冻圈站团队的科研成果,已经获得了国际冻土学相关同行的认可。赵林在有关青藏高原季节冻土和多年冻土变化方面的两篇文章,被国内外相关学术期刊引用次数达数百次之多。

  可以说,数十年来在冻土领域的坚守,赵林的苦心没有白费,其团队的苦心也没有白费。

  展望未来,赵林表示将继续扎根冻土研究,谈及未来的希望时,他说:“希望带出一支在国际冻土学界更有影响力的中国冻土学家队伍;希望为各类地球系统模式构建有独立产权的青藏高原多年冻土数据产品和参数化方案;同时,我也希望深入研究青藏高原多年冻土在全球变化中的作用,使冻土学研究涌现更多的‘中国理论’。”

  野外工作不易,在青藏高原这样的世界屋脊上工作更加不易,从海拔2000多米到海拔5000多米,几乎每隔一段时间,赵林和他的团队都要冒着严寒酷暑,顶着浩荡长风,去检测站点查看由仪器记录的相关科学数据,有时还要负责维修。

  正是基于这样常年的积累,赵林和他的团队正在慢慢揭开多年冻土研究的神秘面纱。据他透露,“青藏高原多年冻土本底调查”的调查数据及相关研究结果很快将会对外发布。届时,赵林和冰冻圈站团队的科研成果将会让更多人受益。

  (原载于《中国科学报》 2015-06-29 第8版 平台)