中國冰川學(xué)的先行者
——記中科院寒旱所天山冰川站
| 來源:轉(zhuǎn)載 中國科學(xué)報(bào)【字號:大 中 小】
哈密評定冰川物質(zhì)平衡工作
1號冰川動態(tài)差分GPS和雷達(dá)測厚綜合觀測野外小組
天山冰川站基本站氣象觀測系統(tǒng)升級改造
“世界上有20萬條冰川,但是僅有70~80條冰川進(jìn)行了物質(zhì)平衡的監(jiān)測研究,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。冰川能夠指示氣候、水文等要素的變化信息,對冰川的監(jiān)測非常重要。目前,世界各地都已開展了冰川監(jiān)測工作,包括格陵蘭冰蓋、阿爾卑斯山脈、喜馬拉雅山脈等地區(qū),其中對烏魯木齊河源1號冰川的監(jiān)測尤為關(guān)鍵,因?yàn)樗谡麄€中亞地區(qū)具有很好的代表性。感謝天山冰川站50年來向世界提供的寶貴冰川監(jiān)測信息?!眹H冰川學(xué)會前任主席Atsumu Ohmura在中科院寒旱所天山冰川站50周年紀(jì)念會上飽含感情地說出這番話。
中國冰川發(fā)展縮影
五十多年前,為考察西北地區(qū)水文狀況,中科院成立了“中國科學(xué)院冰雪利用研究隊(duì)”,開啟了中科院探索冰川的征程。這支隊(duì)伍由已故“冰川之父”施雅風(fēng)先生領(lǐng)導(dǎo),深入冰雪一線開展了大量的野外考察。后來,參照國際冰川研究的經(jīng)驗(yàn),中科院決定成立高山冰川定位觀測研究站,以使野外調(diào)查工作轉(zhuǎn)入到定量研究的階段??茖W(xué)家們選址于天山之麓,并確定天山烏魯木齊河源1號冰川為參照冰川,在此開展長期、系統(tǒng)的研究。
“1號冰川已經(jīng)成為我國觀測時間最長、研究最為深入的參照冰川,也是世界上少有的幾條觀測歷史超過50 年的冰川之一。”冰川站站長李忠勤告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者。
作為中國冰川學(xué)研究從野外考察走向定位觀測試驗(yàn)的里程碑,中科院天山冰川觀測試驗(yàn)站是我國冰川觀測研究歷史最長的高海拔野外站,也是首批進(jìn)入中科院開放站和國家重點(diǎn)野外站序列的野外臺站。
“冰川站50多年的歷程,是中國冰川學(xué)創(chuàng)建和發(fā)展的縮影,推動了中國冰川研究從野外考察走向定位觀測?!敝锌圃涸菏壳卮蠛尤缡潜硎?。
半個世紀(jì)以來,天山冰川站圍繞1號冰川及其作用區(qū),在冰川物理學(xué)、冰川對氣候變化的響應(yīng)、雪冰過程與氣候環(huán)境記錄、冰川水文與氣象、第四紀(jì)冰川與冰緣地貌、冰緣植被與寒區(qū)生態(tài)等研究領(lǐng)域開展了大量工作。
其中在雪冰過程與氣候環(huán)境記錄方面,科研人員歷時8年,首次觀測到大氣—粒雪—冰川冰演化的物理、化學(xué)完整過程。
在第四紀(jì)冰川和冰川地貌學(xué)方面,建立了烏魯木齊河流域較為完整的冰川演化序列,為認(rèn)識冰川與冰凍圈的規(guī)律奠定了基礎(chǔ)。而這些研究成果豐富和完善了具有中低緯度高山冰川特色的中國冰川學(xué)理論,也是對全球冰川學(xué)的重要補(bǔ)充。
圍繞1號冰川的研究,不僅對于具有中低緯度高山冰川特色的中國冰川學(xué)理論的形成與發(fā)展起到了關(guān)鍵作用,而且是對主要基于高緯度海洋型冰川的國際冰川學(xué)的重要補(bǔ)充與發(fā)展。
作為冰川學(xué)試驗(yàn)基地,天山冰川站為我國自主設(shè)計(jì)的冰孔溫度感測計(jì)、測冰雷達(dá)、冰芯鉆和蒸汽鉆等冰川學(xué)關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā),以及遙感、差分GPS和地理信息系統(tǒng)等新技術(shù)在冰川學(xué)中的應(yīng)用,提供了試驗(yàn)場所和后勤保障。
1號冰川守望新疆
“天山冰川站為區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的科技支撐?!睍r任新疆維吾爾自治區(qū)副主席靳諾曾這樣評價說。
新疆地處我國西北內(nèi)陸和亞洲中部干旱區(qū),水資源是制約社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸和維系生態(tài)環(huán)境的命脈。冰川是新疆重要的水資源,20世紀(jì)80年代以來冰川的加速退縮引發(fā)的水資源時空分布和水循環(huán)過程的變化,無疑會給新疆建設(shè)布局和發(fā)展模式帶來深刻的影響。通過地面觀測考察和遙感技術(shù),天山冰川站分別查明了塔里木河流域、天山北麓、東疆盆地以及伊犁河與額爾齊斯河流域的冰川變化,預(yù)估了冰川變化對未來水文、水資源的影響,為新疆水資源利用管理決策提供了重要的科學(xué)依據(jù)。
“冰川學(xué)研究從柴窩鋪外圍河流到跨流域調(diào)水,尤其是人口和經(jīng)濟(jì)的承載力這樣的規(guī)劃中起到了絕對重要的作用。秦大河院士主持的‘973’項(xiàng)目階段性成果,我們以咨詢報(bào)告的方式匯報(bào)給黨委,得到了王樂泉書記和黨政領(lǐng)導(dǎo)的高度重視?!毙陆S吾爾自治區(qū)科技廳廳長張小雷說,“1號冰川與烏魯木齊300多萬人民、2000多萬新疆人民心連心根連根永不分。1號冰川守望著烏魯木齊、新疆和世界的未來。1號冰川在退縮,在變小,已經(jīng)是不爭的事實(shí)。它會消亡嗎?它還會有機(jī)會長大嗎?亞歐大陸中部的氣候變化到底是個什么樣的趨勢?我們?nèi)绾螒?yīng)對?這些問題不僅是科學(xué)問題,而且是經(jīng)濟(jì)問題、政治問題、我們要向大自然學(xué)習(xí),向天山站學(xué)習(xí)?!?/span>
在這里,看到中國冰川的未來
“秦大河院士在冰川站作的碩士論文,而我在冰川站作的博士論文。每次來到天山冰川站,我都會感覺很親切,都能學(xué)到很多東西。”中科院院士姚檀棟告訴記者。
以天山冰川站為內(nèi)容完成的碩士、博士論文有90多篇。在天山冰川站學(xué)習(xí)、工作的國內(nèi)外科技工作者就達(dá)數(shù)百人,我國冰川研究的骨干人員,大都在天山冰川站留下奮斗的足跡。
“如今,天山冰川站又培養(yǎng)、會聚了一支以年輕人為主的科研團(tuán)隊(duì),堅(jiān)持開放、聯(lián)合的辦站方針,保持和高校、院內(nèi)研究所和海洋局極地辦等20余家單位的合作關(guān)系,每年接受40人次以上的客座研究和短期訪問?!闭鹃L李忠勤就是代表之一,老一輩冰川學(xué)家艱苦創(chuàng)業(yè),頑強(qiáng)拼搏的精神財(cái)富,得以代代相傳,冰川人才隊(duì)伍不斷發(fā)展壯大。
英國曼徹斯特大學(xué)榮譽(yù)高級研究員Roger Braithwaite也向記者介紹說:“我與天山冰川站的合作始于2005年,之后來過天山站及1 號冰川若干次,每一次都是非常愉快的經(jīng)歷。天山站有一批非常有活力并且聰明刻苦的年輕研究人員,他們讓我看到了中國冰川學(xué)發(fā)展的未來。”
天山冰川站的發(fā)展,也推動了與國際冰川學(xué)界的交流。天山冰川站和1 號冰川在國際冰川學(xué)界享有較高的知名度。許多外國專家學(xué)者,都是從這里開始了解我國的冰川研究。1號冰川已經(jīng)成為世界冰川監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)在中亞內(nèi)陸干旱區(qū)的參照冰川,也是世界上重點(diǎn)監(jiān)測的十大現(xiàn)代冰川之一。觀測研究資料定期刊登在國際刊物上,并為聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和地球觀測組織的數(shù)據(jù)庫所收錄。天山站和世界冰川監(jiān)測服務(wù)處、國際冰川學(xué)會和國際冰凍圈相關(guān)機(jī)構(gòu)開展的廣泛合作,共同推動了冰川事業(yè)的發(fā)展。
“過去6年中,我?guī)缀趺磕甓紩肀ㄕ?,與在站的科研人員就冰川物質(zhì)平衡、冰川形態(tài)變化模擬等問題進(jìn)行探討與合作。過程中我獲益良多,比如冰川動力學(xué)模型就是天山站教我的?!庇x菲爾德大學(xué)Felix Ng說。
我與冰川站
姚檀棟
始建于1959年的中國科學(xué)院天山冰川站,是我國從事冰川學(xué)觀測研究歷史最長的國家級野外臺站,是中國冰川學(xué)研究從野外考察走向定位觀測試驗(yàn)的里程碑,是施雅風(fēng)院士等老一輩冰川學(xué)家對中國冰川學(xué)傾注畢生心血的見證。其50多年歷程,是中國冰川學(xué)創(chuàng)建和發(fā)展的縮影。
提起中國科學(xué)院天山冰川站,我就會在腦海中呈現(xiàn)日漸明晰的各種鏡頭:在這里,我第一次和施雅風(fēng)院士天天同吃、同住、同考察,他和一些老科學(xué)家如曲耀光、文啟忠等談科學(xué)、談國事、談家事。那是一些親切、感人、受啟迪的鏡頭。在這些鏡頭中,我能看出自己研究現(xiàn)代冰川最初的洗禮。在這里,我第一次和朗尼、湯姆森博士相遇、長談、暢想,那是一些拼搏、奮斗、干事業(yè)的鏡頭。在這些鏡頭中,我能看出中國山地冰芯研究最早的烙印。
提起中國科學(xué)院天山冰川站,我就會有發(fā)自內(nèi)心的感言。在這里,我的研究事業(yè)從冰川本身拓展到冰川變化與水資源的關(guān)系、現(xiàn)代冰川變化與過去冰川變化的關(guān)系等方面,我感慨的是,天山站作為一個熔爐,給了我鍛造自己科研生涯的新環(huán)境,在這里我認(rèn)識了一批從國內(nèi)外大師級人物到各類支撐服務(wù)人員的同行們;我感慨的是,我以后的每一個進(jìn)步都和他們直接或間接的支持密切相關(guān)。
提起中國科學(xué)院天山冰川站,我就會折服于這里的科學(xué)家們對于科學(xué)研究的執(zhí)著,從建站那天開始,一批又一批學(xué)者帶著新的激情和新的理念,開展新的觀測和研究,創(chuàng)造出新的成果;我更折服這里對于人才培養(yǎng)的專注,一批又一批年輕學(xué)者通過在這里實(shí)習(xí)或研究喜歡上了冰川、喜歡上了大山、喜歡上了西部、最后扎根西部。
提起中國科學(xué)院天山冰川站,我總期盼著更美好的科學(xué)明天。前不久,《自然》雜志刊登一篇博士培養(yǎng)的專輯,在報(bào)道中國博士培養(yǎng)時專門以天山冰川站1號冰川為背景,有不知情者可能以為是我提供了這張照片。但實(shí)際情況是,當(dāng)我看到這張照片時也感到驚訝,他們怎么會想到天山冰川站1號冰川呢?他們從哪兒得到的照片呢?我將這些問題用電子郵件發(fā)過去。他們的回答同樣讓我驚訝!更讓我自豪!他們說作為一個世界著名的冰川觀測研究站,《自然》雜志又要刊登一個與中國冰川博士培養(yǎng)有關(guān)的報(bào)道,當(dāng)然要有這條冰川。而這張照片是他們自己從衛(wèi)星遙感圖片上下載的。這就是天山站的國際影響力!而這正是中國幾代冰川科學(xué)家努力奮斗的結(jié)果!事實(shí)確實(shí)是這樣,歷經(jīng)半個世紀(jì)幾代科學(xué)家的艱苦努力,天山冰川站已建設(shè)發(fā)展成為國內(nèi)外知名的冰川科學(xué)研究、學(xué)術(shù)交流、人才培養(yǎng)的基地。
(作者系中國科學(xué)院院士)
(原載于《中國科學(xué)報(bào)》 2014-12-15 第8版 平臺)
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