【铁塔之下 守望天空——走进大气边界层物理和大气化学国家重点实验室】#重点实验室巡礼#
北京北土城西路和京藏高速的交汇处,平时车来车往,熙熙攘攘。从一条小路拐进去,却有一处幽静小院。一进入中国科学院大气物理研究所(以下简称大气所)铁塔分部的大门,人们就知道,这里是一个做学问的地方。

坐落在此的,是大气边界层物理和大气化学国家重点实验室。自1991年经中国科学院批准正式成立并对外开放以来,该实验室一直面向国际学科前沿和国家重大需求,坚持观测实验、理论分析和数值模拟相结合,引领我国大气边界层物理和大气化学学科发展与交叉,并专注于开展低层大气中物理和化学过程基础研究。

“仰望天空”这件每个人都会做的事情,大气边界层物理和大气化学国家重点实验室的80多名科研人员想要做到极致。因为对国家乃至整个人类来说,“仰望天空”不仅是诗意的表达,更是一种迫切的现实需求。

“接地气”的边界层

大气边界层是指离地球表面约1~2千米高度的低层大气。它是地圈、水圈、冰雪圈、生物圈与大气圈间物质、能量交换的界面和关键区域,对气候和环境的变化有极为重要的影响。人类的日常活动、工农业生产以及普通军事活动均集中在该层,工程活动如航空航天、高层建筑设计、风能和太阳能利用等也与大气边界层密切相关。

“可以说,人类99%的活动都是在大气边界层开展的,因此大气边界层一直是国内外大气科学的前沿研究领域之一。”大气边界层物理和大气化学国家重点实验室主任、大气所研究员王自发说。

例如,近年来备受世人瞩目的温室气体排放、大气灰霾等,其实都发生在大气边界层中,这也让大气边界层物理和大气化学国家重点实验室的研究变得越来越“接地气”。

自1988年利用世界银行贷款开始筹建以来,大气边界层物理和大气化学国家重点实验室的定位就一直非常明确,那就是去探寻边界层大气与地球表面的物质能量交换的科学规律。

“在基础研究方面,我们实验室主要从事大气边界层物理和大气化学这两个学科的交叉研究;在满足国家重大需求方面,我们主要研究重点天气灾害的触发、生态环境问题、城市化对气候变化的影响等等。”王自发介绍。

大气边界层物理是研究在大气边界层中所发生的物理现象的学科,是大气科学的一个重要分支。边界层的大气,既受气压梯度力、科里奥利力的湍流粘性力的作用,又受地面摩擦作用和由辐射引起的温度分布不均匀性的影响,运动非常复杂。

而大气化学则是研究大气组成和化学过程的学科,是大气科学的另一个重要分支,涉及气象、数学、物理、化学、生态、计算机等诸多学科。研究对象包括大气微量气体、气溶胶、大气放射性物质和降水等;研究空间范围涵盖对流层和平流层,水平尺度从城市、区域到全球;研究时间尺度从几天到几年,以至几十年;研究手段包括现场观测、实验室模拟和数值模拟等。

学科的特点决定了研究工作的事无巨细。作为实验室主任,王自发首先必须考虑的,就是学科方向的布局问题。

“一个都不能少”

大气边界层物理和大气化学国家重点实验室副主任、大气所研究员郑循华喜欢用“一把三足鼎立的小板凳”形容自己所工作的实验室。

“三条凳子腿是大气化学、大气边界层物理和生物地球化学,三条腿融合基础研究和应用基础研究,独立又紧密交叉,共同支撑起了整个板凳面——大气环境学。”郑循华说。

凭借着这一独特的学科交叉优势,充分利用理论研究、实验室模拟试验、野外立体综合观测实验、卫星遥测以及数值模拟等多种研究手段,大气边界层物理和大气化学国家重点实验室在大气边界层物理、大气化学,以及碳氮生物地球化学循环研究领域持续保持着领先优势。

同时,实验室也是国内唯一 一家从微观到宏观全链条布局的大气科学实验室,无论是一个小小的湍流,还是全球大气输送;无论是分子尺度,还是全球尺度,实验室都有人在做。

“我们实验室一开始就是这样布局的,人不多,但布局的面特别广,要保证每个方向都有人。无论经费状况、需求情况如何‘风云变幻’,我们始终要对这几个方向稳定支持,让大家能坐得住冷板凳。”王自发坦言,“大气科学的热点一直在不断地变化,前几年是黄沙,这几年是雾霾。我们实验室要做的就是无论国家遇到了什么事,都能马上顶得上去、扛得起来。”

2008年,北京奥运会召开在即,北京的空气质量问题成为全球瞩目的焦点。当时国际上有人质疑,中国是否有能力进行空气质量的短期数值预报,而国际奥委会也一度想将奥运会期间的空气质量预报工作交与外国团队来做。

奥运会是中国人民盼了多少年的大事,岂能把空气质量预报交给别人?这对于王自发和他的同事来说是不可接受的。于是,大气边界层物理和大气化学国家重点实验室临危受命,扛下了建立北京空气质量预报预警模式的紧急任务。

北京奥运会开幕前4个月,实验室研发的世界上首套“空气质量多模式集合预报业务系统”投入业务运行。在奥运会期间,这套系统成功预报了未来72小时的空气质量,为中国赢得了全世界的尊重。

让王自发这个实验室主任深感自豪的是,对于这套模式系统,实验室是从建模、基础研究、野外实验,到业务化、产业化全部打通的。正是这种“一个都不能少”的策略,让实验室在面对国家需求的时候,能够以最快的速度做出响应,在应对急难险重任务时,能够更加从容不迫。

经过多年的业务化实践,这套系统逐步推广开来,被广泛采用,成为国家环境质量预报预警中心、七大区域中心、20多个省级中心和50多个市中心的核心预报工具,支撑建立了国家、区域、省、城市空气质量预报预警业务化体系,为上海世博会、广州亚运会、南京青奥会、APEC会议、9·3大阅兵、G20杭州峰会等国家重大活动的空气质量保障及打赢蓝天保卫战提供了核心支撑。

“人人都能当家做主”的实验室

2020年席卷全球的新冠病毒将很多人留在了家里,但大气边界层物理和大气化学国家重点实验室副主任、大气所研究员孙业乐却一直没闲着。

他注意到了一件不同寻常的事:“新冠病毒的传播极大减少了人们的户外活动,进而导致世界范围内人为排放大气污染物显著减少。然而,一些特大城市的空气质量并未因为人为排放的降低而得到预期改善,重污染事件仍有发生。”

为了探究疫情期间人为排放变化对大气污染的影响,孙业乐和他的学生对2020年1~3月份北京颗粒物化学组分和来源进行了深入分析。他们发现,在过去近10年间,大气污染前体物的变化导致了颗粒物化学组分的变化,而气态前体物浓度的降低和大气氧化性的增强反而促进了二次气溶胶组分的形成和转化,这意味着我国未来大气二次污染的治理仍面临着较大挑战。

对于雾霾的深刻理解,孙业乐认为要归功于实验室良好的学术氛围。“当时雾霾刚成为热点,大家都只是关注热点,但王自发老师高瞻远瞩,把实验室不同领域的年轻人组合起来,让我们搞交叉研究,结果确实取得了很多重要的科学发现。这种学术自由、重视交流的氛围,对我们年轻人的帮助很大。”

实际上,打破科学研究里的“山头”现象,一直是王自发力图解决的问题。他一直感觉传统的课题组模式就像“小农经济”,科研人员各自为政,各个“山头”之间没什么来往,不利于科研工作的开展,还容易产生隔阂和矛盾。“我们实验室的学科方向很多,就更需要设计一种新的机制,来更好地凝练学科方向,让大家集中目标,合力解决一些大的科学问题。”

为此,从2011年起,大气边界层物理和大气化学国家重点实验室采用了“研究员大会”制度进行决策——实验室所有的重大战略决策都通过研究员大会来确定,针对制度的事项,进行实名投票;针对个人的事项,则实行匿名投票。

此外,每个研究员都有机会当选大会的轮值主席,每人为期三个月。这样,人人都能够站在实验室的高度、站在他人的角度去思考问题,从而能够始终保持队伍的团结,并且始终围绕国家需求,开展科研攻关。

“矛盾少了,人心齐了,每个人都能在实验室里做自己想做的事、国家需要的事。”王自发笑称,实验室运行机制理顺了,“我这个实验室主任都能当得更加轻松了”。

培养杰出人才,建设优秀团队,在大气边界层基础理论、大气污染成因与模拟预测、地球生物化学循环关键过程、大气化学过程与气候变化相互影响等关键研究领域,开展关键性、前瞻性的基础和应用基础研究,这个铁塔下的国家重点实验室,将始终用科学的眼光仰望天空,作出自己独特的贡献。

实验室小故事

“高攀”不起的“网红”打卡地

“北京健翔桥西边有个很高的铁塔是干什么用的?”

“城建大厦北侧有一根很高很高的铁柱子,谁知道那是什么?”

中国科学院大气物理研究所铁塔分部院里那座高达325米的铁塔,总时不时地引起网友的好奇,甚至还有人怀疑它是不是一栋“烂尾楼”。

实际上,大气所325米气象观测塔不但是附近的“网红”地标、中科院标志性的大型科学设备,更是大气边界层物理和大气化学国家重点实验室全体科研人员引以为傲的一座科学之塔。

气象塔于1976年开始建设,1979年8月建成,是一座全天候运行的气象高塔。该塔垂直方向有15层观测平台,可实现气象、湍流、空气质量要素全天候梯度观测,并实现自动观测数据的同步传输。

气象塔主要服务于北京的空气污染研究和大气边界层、大气湍流扩散等研究。在世界众多气象塔中,大气所气象塔具有独特的优势,其高度位居世界第三。在气象塔280米高度南北两个方向设置的两部高清相机可24小时运行,每半小时就会自动拍照,实时监测周边天气、污染和地表状况。气象塔上还有两套观测系统——15层气象梯度观测系统和7层湍流通量观测系统,也同样在24小时不间断运行着。

40多年来,该气象塔连续不间断地对北京市边界层风、温、湿平均场结构进行观测,取得了大量宝贵资料。这些积累多年的观测数据在大气科学研究领域得到了广泛应用,发挥了不可替代的巨大作用。

“在超大城市里建这么一座气象塔,在全世界也是十分罕见的。这座铁塔这么多年来始终屹立在这里,可以说见证了北京城市发展的历程,也支撑了国家大气环境的研究。”大气所研究员胡非说。

例如,2009年,北京市气象局承担了国际清洁气象保障任务,该局向大气所提出,想要使用325米气象塔的数据。大气边界层物理和大气化学国家重点实验室随即组织科研力量进行了采样程序的修改,进行网络连接和网上数据传送程序的安装调试,并在当年9月24日下午成功实现了数据的实时传送,同时在国庆期间安排专人值班,圆满完成了此次任务。北京市气象局为此专门发来了感谢信。

目前,在大气所和北京市气象局战略合作协议框架下,气象塔的观测已纳入北京市气象局的日常观测站网。此外,气象塔数据应用于APEC会议的气象保障,取得良好成效。

这座“40多岁”的高塔也为科学研究立下了汗马功劳。据不完全统计,观测塔数据为“973”项目、“863”项目、中科院战略性先导科技专项、自然科学基金等项目提供实验平台,进行全年不间断实时连续观测,近5年用铁塔资料发表的论文就有近百篇。

“从1979年建成以来,这座气象塔一天都没有停止过工作,取得了很多不可替代的宝贵资料,为中国在国际大气科学界赢得了重要的话语权。”正如胡非说的那样,这座“兢兢业业”的高塔,铸成了大气边界层物理和大气化学国家重点实验室的“魂”。(丁佳)
https://t.cn/A64eI5eQ

#安阳生活#【河南林州:污水池变成“五人制”足球场】#安阳#河南省安阳市林州市茶店镇辛店村中心,有一个直径30米,深10米的污水池,它修建于上世纪60年代中期,当时主要用于积蓄红旗渠水供群众吃水。上世纪80年代末,村里打了机井,群众吃上了自来水,这个池子就荒废了。

30多年来,周边的群众往水池随意倾倒污水、垃圾,水池覆盖着一层十几厘米厚的各种垃圾,芦苇、杂草“疯狂”“自由”地生长,彻底成了“垃圾池”“污水池”。

“冬天还好点,一到热天,池子污水的臭味、馊味就到处乱飘,呛得周围的人呼吸都困难,碰上大雨天,池子里的垃圾、杂草等漂浮物跟着污水就流出来了,沿街漫得哪儿都是,脚下根本就没法走!”家住池边的张成明说。

池子平时臭气熏天,雨天污水横流,干部群众苦不堪言,时刻担心发生危险,成了大家的一块“心病”。

2019年4月8日,林州市委巡察村(社区)组进驻茶店镇辛店村,走访时,群众普遍对臭污水池影响生产生活反映强烈。正值春末雨季,水池早已被灌满,臭不可闻、污水四溢,整治迫在眉睫,巡察组当机立断,向镇村交办,要求立巡立改。

为确保整改工作顺利推进,林州市委第五巡察督导组多次对整改情况进行督导。组织协调村“两委”干部、党员、群众代表会商解决,敲定“污水池垃圾清理及填埋”工程项目。在巡察督导组的督导、指导下,辛店村严格落实“四议两公开”,经过公开招标,总投资4.5万元,用十天时间,将总量约为4200立方米的污水垃圾清理并填埋到位。

“30多年了,再不用守着垃圾池闻那老臭味儿了,得劲儿!”张成明乐呵呵地说。

2019年10月初,林州市委第五巡察督导组对辛店村进行回访,向村“两委”干部提建议借当前“全民动手、清洁家园”东风,结合本村“一清二建三提升”工作,对该处填埋后的闲置土地再利用。

村“两委”干部集思广益,就地取材,利用废砖块、碎瓦片、鹅卵石等铺设小径,利用旧木料、麦秸泥、水缸、农具、石磙、石磨点缀打造微景观。10月底,一个“木栏式”街心菜园展现在大家面前。“实用又美观、没花一分钱!我们称之为‘无价之宝’!”村主任李学江很是自豪。

2020年3月,在巡察督导组协调下,在镇村两级的积极争取下,总投资36万元的安阳市“五人制”足球场项目在辛店村落地。经过专业部门的规划、设计,街心菜园作为最佳选址,招标开工建设,2020年6月份竣工,目前已进入验收阶段。

“群众对什么问题反映最强烈,我们就协调推动解决什么,用实实在在的民生‘小事’赢取民心‘大政治’。”2020年9月15日,林州市委第五巡察督导组组长申文江说。https://t.cn/AiEPWaVP

#安阳生活#【河南林州:污水池变成“五人制”足球场】#安阳#河南省安阳市林州市茶店镇辛店村中心,有一个直径30米,深10米的污水池,它修建于上世纪60年代中期,当时主要用于积蓄红旗渠水供群众吃水。上世纪80年代末,村里打了机井,群众吃上了自来水,这个池子就荒废了。

30多年来,周边的群众往水池随意倾倒污水、垃圾,水池覆盖着一层十几厘米厚的各种垃圾,芦苇、杂草“疯狂”“自由”地生长,彻底成了“垃圾池”“污水池”。

“冬天还好点,一到热天,池子污水的臭味、馊味就到处乱飘,呛得周围的人呼吸都困难,碰上大雨天,池子里的垃圾、杂草等漂浮物跟着污水就流出来了,沿街漫得哪儿都是,脚下根本就没法走!”家住池边的张成明说。

池子平时臭气熏天,雨天污水横流,干部群众苦不堪言,时刻担心发生危险,成了大家的一块“心病”。

2019年4月8日,林州市委巡察村(社区)组进驻茶店镇辛店村,走访时,群众普遍对臭污水池影响生产生活反映强烈。正值春末雨季,水池早已被灌满,臭不可闻、污水四溢,整治迫在眉睫,巡察组当机立断,向镇村交办,要求立巡立改。

为确保整改工作顺利推进,林州市委第五巡察督导组多次对整改情况进行督导。组织协调村“两委”干部、党员、群众代表会商解决,敲定“污水池垃圾清理及填埋”工程项目。在巡察督导组的督导、指导下,辛店村严格落实“四议两公开”,经过公开招标,总投资4.5万元,用十天时间,将总量约为4200立方米的污水垃圾清理并填埋到位。

“30多年了,再不用守着垃圾池闻那老臭味儿了,得劲儿!”张成明乐呵呵地说。

2019年10月初,林州市委第五巡察督导组对辛店村进行回访,向村“两委”干部提建议借当前“全民动手、清洁家园”东风,结合本村“一清二建三提升”工作,对该处填埋后的闲置土地再利用。

村“两委”干部集思广益,就地取材,利用废砖块、碎瓦片、鹅卵石等铺设小径,利用旧木料、麦秸泥、水缸、农具、石磙、石磨点缀打造微景观。10月底,一个“木栏式”街心菜园展现在大家面前。“实用又美观、没花一分钱!我们称之为‘无价之宝’!”村主任李学江很是自豪。

2020年3月,在巡察督导组协调下,在镇村两级的积极争取下,总投资36万元的安阳市“五人制”足球场项目在辛店村落地。经过专业部门的规划、设计,街心菜园作为最佳选址,招标开工建设,2020年6月份竣工,目前已进入验收阶段。

“群众对什么问题反映最强烈,我们就协调推动解决什么,用实实在在的民生‘小事’赢取民心‘大政治’。”2020年9月15日,林州市委第五巡察督导组组长申文江说。https://t.cn/AiEPWaVP


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • ❌ tsy、xz、bjyx 相关【有关注他们的别来了 默认关注就是粉丝哦】婉拒yyqx/wjk dw、wyb粉丝、dxc粉丝、yjt粉丝婉拒粉丝<300、信用
  • #德月社[超话]#首先,非常非常感谢宝贝们给我这些小学生文笔的捧场,真是太爱你们啦[鲜花]然后这篇小短文,老早我就在想怎么把这种风格写出来,我最爱的还是这两个大
  • 整款壶极其简练、古朴,桥钮压顶,与壶身形态相应和;可以看出钮状略平,显内敛、沉稳,正切合秦权古韵,此壶装饰别有一番风味,霸气的壶身配上美女泥绘,好似英雄配美人,
  • 生日快乐我的小英雄如果非要说2021年有什么值得纪念的事那就是又跌入了一场久违的心动不得不感叹命运犹如险棋,偏差分毫的选择都会让结果大相径庭。只是偶尔会有遗落的
  • 带着珠海市场的需求,菜篮子公司先后4次深入桐梓大山深处实地考察,天然纯净、口味鲜美、营养丰富的方竹笋碰上粤式烹饪法,正是他们所寻觅的最佳搭配。好材煲好汤 粤黔携
  • #语言学校##diy日本留学# 东西日本语言学校的活动学校每个月都会邀请不同国家的人作为嘉宾,讨论国家的事自不必说,住在日本的目的,对日本的什么事感兴趣等。这一
  • 有希望,绝望就永远不会到来[心]ps:搞不懂自己为啥把这个电影和美女与野兽混在一起,真是坠了[委屈]#徐州公布丰县生育八孩女子调查进展##官方通报徐州丰县生育八
  • ✔各种应用都要质押或损耗Air,所以一定要囤币,薄饼交易,认准Air合约地址:0xd8a2aE43Fd061d24acd538e3866Ffc2c05151b5
  • 在他的观念里,父母老了,应该子女照顾他们了,而我这种被爸妈伺候的心态他觉得是特别不懂事的。 疫情以来获得一些新认知:1. 珍惜当下,珍惜眼前人,想做什么立马去做
  • 今天海南自贸港成立四周年,下周三博鳌亚洲经济论坛要开始了,下下周三公司的年报和分配方案肯定也会出了,所有的都是利好,其他的交给市场吧。这个合资公司以后的力量相当
  • 流年大运分析2013-2022年为己巳运,大运天干地支官印相生,印生日元有力,那么事业发展比较缓慢,在同行业里竞争激烈,求财路上相对于比较狭窄,事业发展缺乏一个
  • 在一个合适的时机俩人正式确立情侣关系,最后开始养成系哈哈哈(邵群还是出国了大概三四年异地恋,然后回来后程秀读大学,邵群和家里人公开,毕业后要正正,就是甜甜蜜蜜各
  • 杨善深以动物画最具特色,对动物的描绘,贯穿了杨善深的一生,这也是发扬了岭南画派热衷描绘动物的优良传统。#这就是中国风##艺术公开课##微博公开课##赵让 仲春始
  • #早安# 时光不负有薪人[微笑]#生活里少不得叨叨叨# 深夜写简历写的十分亢奋,倒也没有刚开始时那么焦虑emo了,虽然成绩下滑经历没啥好写的但是好像看开了一样,
  • 风向标不重要,重要的是贷款还得加利息偿还。我属羊的。叫杨白劳。话说回来:不贷也行,过程不重要,结果是赏景。景重要。天下没有不散的宴席,可是,这让我潇洒走地球,走
  • 教堂右边是向运河去的路,是一个小方场,本来面目显得空阔些,钟楼恰好填了这个空子。但这两溜房子都是三层,都有许多拱门,恰与教堂的门面与圆顶相称;又都是白石造成,越
  • 如何快速通过国际汉语教师证考试国际汉语教师证,可以自学,也可以报班学,我当时是报的北京汉华语言学研究院的金牌保障班,老师非常专业,课程内容包括汉语教学基础,跨文
  • 在诗力这一语境上看,所入选的中华女诗人们的情致,是极其茂盛的,她们更有着一双一般意义上的女诗人所不具备的高雅而纯粹的羽翼。真正意义上的女诗人,她们是与美并肩的,
  • 新手宝们,叁叁为大家准备了,关注我➕评论“资料”即可领取新手小白自媒体资料包,祝大家都能成为百万大V![并不简单]十余个省市专升本资料,现在已经打包放在了公众号
  • 她是那种“自助式”的女孩,从不向任何人袒露心扉,自己经营着一家几乎无人光顾的豚鼠主题的咖啡馆,有个懦弱又无趣的男友,几个从颜值到气质都差别极大的炮友,她面对性时