8月1日，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院遙感與數(shù)字地球重點實驗室研究員賈立團隊開展的“青藏高原珠峰地區(qū)高寒環(huán)境復(fù)雜地表地氣相互作用天-空-地立體協(xié)同觀測試驗”（以下簡稱“試驗”）正式啟動。這是在珠峰地區(qū)首次利用航空平臺獲取水熱碳通量觀測，填補了青藏高原珠峰地區(qū)面尺度地氣相互作用觀測的空白，建立了地面點尺度觀測與衛(wèi)星遙感區(qū)域尺度觀測之間的橋梁。這是我國在青藏高原地氣相互作用及氣候環(huán)境觀測研究領(lǐng)域的又一進展。

青藏高原是世界海拔最高的高原，對大氣具有強烈的加熱效應(yīng)，進而影響北半球的中緯度大氣環(huán)流。青藏高原地表物質(zhì)和能量交換不僅影響青藏高原及周邊氣候，而且可以通過復(fù)雜的氣候反饋機制和大氣環(huán)流影響全球氣候。青藏高原是全球變化背景下地球系統(tǒng)地氣相互作用過程及生態(tài)系統(tǒng)格局演變研究的重要區(qū)域。

試驗區(qū)位于西藏自治區(qū)日喀則市定日縣境內(nèi)珠穆朗瑪峰北側(cè)，平均海拔約4200米。此次試驗旨在針對該地區(qū)陸氣水熱交換過程和邊界層過程，利用無人機航空平臺開展觀測試驗，結(jié)合地面站點和衛(wèi)星遙感觀測形成多時空尺度、天-空-地立體綜合觀測，探究處于亞洲季風(fēng)影響區(qū)的青藏高原珠峰北坡地區(qū)高寒環(huán)境和復(fù)雜地表條件下的水分循環(huán)、物質(zhì)和能量交換過程的機理。試驗采用地基和空基協(xié)同觀測方式，從不同時空尺度開展珠峰地區(qū)典型地表地氣相互作用的觀測和分析研究。

在地基試驗部分，該團隊在核心試驗區(qū)荒漠地表和高寒農(nóng)田地表分別建設(shè)兩處地表水、熱、碳通量觀測站，并持續(xù)運行。兩處新增地基通量觀測站與已有的中國科學(xué)院珠穆朗瑪大氣與環(huán)境綜合觀測研究站可共同提供核心研究區(qū)典型地表“點”尺度局地微氣象環(huán)境和水熱碳通量觀測，為核心區(qū)典型地表地氣相互作用特征及機理研究提供基礎(chǔ)時序觀測數(shù)據(jù)。在空基試驗部分，該團隊首次在珠峰地區(qū)復(fù)雜地表條件下開展航空機載觀測，獲取區(qū)域“面”尺度地表與大氣之間的水分通量、潛熱通量、感熱通量、碳通量和輻射通量的空間分布數(shù)據(jù)。地基和空基通量觀測試驗相結(jié)合，獲取兼顧時間變化和空間變化的水熱碳通量觀測數(shù)據(jù)，為在珠峰地區(qū)復(fù)雜地表開展區(qū)域尺度地氣相互作用研究、地面觀測與衛(wèi)星觀測之間尺度轉(zhuǎn)換研究提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。此外，該團隊同步開展機載熱紅外觀測、大氣邊界層風(fēng)溫濕廓線探空觀測等試驗，實現(xiàn)了對影響地氣相互作用的關(guān)鍵地表特征和大氣邊界層結(jié)構(gòu)的立體協(xié)同觀測。

賈立介紹：“衛(wèi)星觀測范圍大，是大區(qū)域尺度；地面觀測站覆蓋范圍較小，相當于一個點的觀測，是‘點’尺度；無人機觀測范圍介于兩者之間，是‘面’尺度。無人機航空‘面’尺度觀測可構(gòu)建‘點’尺度觀測與大區(qū)域尺度觀測之間的橋梁?！?/p>

此次試驗屬于第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究“西風(fēng)-季風(fēng)作用區(qū)非均勻下墊面地氣相互作用機載通量觀測試驗研究”子專題的主要科考內(nèi)容之一，是第二次青藏科考“西風(fēng)-季風(fēng)協(xié)同作用及其影響”專題中西風(fēng)-季風(fēng)協(xié)同作用區(qū)非均勻下墊面地氣相互作用綜合立體觀測試驗的重要組成部分。

這是繼甘肅敦煌、云南大理和青海格爾木等地之后，該團隊第四次在青藏高原及周邊地區(qū)采用無人機航空平臺開展水熱碳通量觀測試驗。

下一步，該團隊將整合青藏高原地區(qū)地面已有站點、航空平臺、衛(wèi)星遙感等觀測資料，綜合分析高原地區(qū)水熱碳通量變化過程特征和機理，結(jié)合多尺度觀測和模擬兩種手段探究青藏高原復(fù)雜地表地氣相互作用特征，以揭示青藏高原環(huán)境變化及其氣候反饋的關(guān)鍵機制。

開展大氣探空觀測和無人機熱紅外影像獲取

地基通量觀測站

搭載水熱碳通量觀測系統(tǒng)的無人機正在進行通量數(shù)據(jù)獲取

搭載水熱碳通量觀測系統(tǒng)的無人機正經(jīng)過地基通量觀測站上空