中國(guó)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(guó)科學(xué)報(bào)【字號(hào):大 中 小】
哈密評(píng)定冰川物質(zhì)平衡工作
1號(hào)冰川動(dòng)態(tài)差分GPS和雷達(dá)測(cè)厚綜合觀測(cè)野外小組
天山冰川站基本站氣象觀測(cè)系統(tǒng)升級(jí)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(cè)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(duì)冰川的監(jiān)測(cè)非常重要。目前,世界各地都已開展了冰川監(jiān)測(cè)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(duì)烏魯木齊河源1號(hào)冰川的監(jiān)測(cè)尤為關(guān)鍵,因?yàn)樗谡麄€(gè)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(cè)信息?!眹?guó)際冰川學(xué)會(huì)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(huì)上飽含感情地說出這番話。
中國(guó)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(guó)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(guó)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(cè)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(hào)冰川為參照冰川,在此開展長(zhǎng)期、系統(tǒng)的研究。
“1號(hào)冰川已經(jīng)成為我國(guó)觀測(cè)時(shí)間最長(zhǎng)、研究最為深入的參照冰川,也是世界上少有的幾條觀測(cè)歷史超過50 年的冰川之一?!北ㄕ菊鹃L(zhǎng)李忠勤告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者。
作為中國(guó)冰川學(xué)研究從野外考察走向定位觀測(cè)試驗(yàn)的里程碑,中科院天山冰川觀測(cè)試驗(yàn)站是我國(guó)冰川觀測(cè)研究歷史最長(zhǎng)的高海拔野外站,也是首批進(jìn)入中科院開放站和國(guó)家重點(diǎn)野外站序列的野外臺(tái)站。
“冰川站50多年的歷程,是中國(guó)冰川學(xué)創(chuàng)建和發(fā)展的縮影,推動(dòng)了中國(guó)冰川研究從野外考察走向定位觀測(cè)?!敝锌圃涸菏壳卮蠛尤缡潜硎?。
半個(gè)世紀(jì)以來,天山冰川站圍繞1號(hào)冰川及其作用區(qū),在冰川物理學(xué)、冰川對(duì)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(shí)8年,首次觀測(cè)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(shí)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(guó)冰川學(xué)理論,也是對(duì)全球冰川學(xué)的重要補(bǔ)充。
圍繞1號(hào)冰川的研究,不僅對(duì)于具有中低緯度高山冰川特色的中國(guó)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(duì)主要基于高緯度海洋型冰川的國(guó)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(guó)自主設(shè)計(jì)的冰孔溫度感測(cè)計(jì)、測(cè)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(chǎng)所和后勤保障。
1號(hào)冰川守望新疆
“天山冰川站為區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的科技支撐。”時(shí)任新疆維吾爾自治區(qū)副主席靳諾曾這樣評(píng)價(jià)說。
新疆地處我國(guó)西北內(nèi)陸和亞洲中部干旱區(qū),水資源是制約社會(huì)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(shí)空分布和水循環(huán)過程的變化,無疑會(huì)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(cè)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(duì)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(duì)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(zhǎng)張小雷說,“1號(hào)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(hào)冰川守望著烏魯木齊、新疆和世界的未來。1號(hào)冰川在退縮,在變小,已經(jīng)是不爭(zhēng)的事實(shí)。它會(huì)消亡嗎?它還會(huì)有機(jī)會(huì)長(zhǎng)大嗎?亞歐大陸中部的氣候變化到底是個(gè)什么樣的趨勢(shì)?我們?nèi)绾螒?yīng)對(duì)?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(guó)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(huì)感覺很親切,都能學(xué)到很多東西?!敝锌圃涸菏恳μ礂澑嬖V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(guó)內(nèi)外科技工作者就達(dá)數(shù)百人,我國(guó)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(huì)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(zhǎng)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(guó)曼徹斯特大學(xué)榮譽(yù)高級(jí)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(hào)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(guó)冰川學(xué)發(fā)展的未來?!?/span>
天山冰川站的發(fā)展,也推動(dòng)了與國(guó)際冰川學(xué)界的交流。天山冰川站和1 號(hào)冰川在國(guó)際冰川學(xué)界享有較高的知名度。許多外國(guó)專家學(xué)者,都是從這里開始了解我國(guó)的冰川研究。1號(hào)冰川已經(jīng)成為世界冰川監(jiān)測(cè)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(cè)的十大現(xiàn)代冰川之一。觀測(cè)研究資料定期刊登在國(guó)際刊物上,并為聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署和地球觀測(cè)組織的數(shù)據(jù)庫(kù)所收錄。天山站和世界冰川監(jiān)測(cè)服務(wù)處、國(guó)際冰川學(xué)會(huì)和國(guó)際冰凍圈相關(guān)機(jī)構(gòu)開展的廣泛合作,共同推動(dòng)了冰川事業(yè)的發(fā)展。
“過去6年中,我?guī)缀趺磕甓紩?huì)來冰川站,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(dòng)力學(xué)模型就是天山站教我的?!庇?guó)謝菲爾德大學(xué)Felix Ng說。
我與冰川站
姚檀棟
始建于1959年的中國(guó)科學(xué)院天山冰川站,是我國(guó)從事冰川學(xué)觀測(cè)研究歷史最長(zhǎng)的國(guó)家級(jí)野外臺(tái)站,是中國(guó)冰川學(xué)研究從野外考察走向定位觀測(cè)試驗(yàn)的里程碑,是施雅風(fēng)院士等老一輩冰川學(xué)家對(duì)中國(guó)冰川學(xué)傾注畢生心血的見證。其50多年歷程,是中國(guó)冰川學(xué)創(chuàng)建和發(fā)展的縮影。
提起中國(guó)科學(xué)院天山冰川站,我就會(huì)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(guó)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(zhǎng)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(guó)山地冰芯研究最早的烙印。
提起中國(guó)科學(xué)院天山冰川站,我就會(huì)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(gè)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(shí)了一批從國(guó)內(nèi)外大師級(jí)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(gè)進(jìn)步都和他們直接或間接的支持密切相關(guān)。
提起中國(guó)科學(xué)院天山冰川站,我就會(huì)折服于這里的科學(xué)家們對(duì)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(cè)和研究,創(chuàng)造出新的成果;我更折服這里對(duì)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(guó)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(guó)博士培養(yǎng)時(shí)專門以天山冰川站1號(hào)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(shí)也感到驚訝,他們?cè)趺磿?huì)想到天山冰川站1號(hào)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(gè)世界著名的冰川觀測(cè)研究站,《自然》雜志又要刊登一個(gè)與中國(guó)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(guó)際影響力!而這正是中國(guó)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(gè)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(guó)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(guó)科學(xué)院院士)
(原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2014-12-15 第8版 平臺(tái))
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