覆盖关键观测区，我国大气本底站有望“迎新”

■本报记者 高雅丽

大气本底是指全球或区域尺度范围内大气成分及其相关特性的长期平均状态和变化特征。

大气本底站可以观测温室气体、气溶胶、反应性气体等大气成分，揭示大气运动的物理和化学过程，对提高天气预报、气候预测准确率具有重要贡献。同时，这些测量的大气成分既相对稳定、混合均匀，又远离人为排放直接影响，可反映温室气体浓度变化，捕捉气候变化的微小信号。

近日，国家级大气本底观测核心网络有望迎来“新成员”。中国气象局在环渤海、黄淮、四川盆地等气候系统关键观测区，启动10个拟新增国家大气本底站站址观测试验。在分析评估拟选站点及其试验结果后，将确定最终入选站点并推进建设。

新增大气本底站有何意义？大气本底站如何为国家应对气候变化、实现“双碳”目标，以及生态文明建设提供重要支撑？

观测“摸清家底”

按照站址代表的尺度范围大小，世界气象组织/全球大气观测计划（WMO/GAW）将大气本底站分为全球大气本底站和区域大气本底站两类。其中，全球大气本底站的代表尺度范围一般是数千公里，区域大气本底站的代表尺度范围则为几十至数百公里。

中国科学院大气物理研究所研究员张仁健表示，大气本底观测，对于我们进一步“摸清家底”，更精细地服务于应对气候变化、推进生态文明建设和实现“双碳”目标等具有极其重要的意义。

20世纪八九十年代，气象部门在北京上甸子、浙江临安和黑龙江龙凤山建设了3个区域大气本底站，观测酸雨、PM10和大气混浊度等；1994年，在青海省海南藏族自治州瓦里关山建立了欧亚大陆腹地第一个全球大气本底站——瓦里关本底站，填补了当时欧亚大陆腹地的本底观测空白。

目前，我国已建成1个全球大气本底站和6个区域大气本底站，加上试运行的广东新丰国家大气本底站，国家级大气本底观测核心网络初步构成。

建站“百里挑一”

目前，大气环境中的许多重要组成成分正在快速演变，在更长时间尺度和气候变化影响下，现有的大气本底站远远不能满足需要。

“我们迫切需要从区域尺度上更好地掌握关键大气成分及相关特性的长期演变，推进本底站建设。”中国气象科学研究院研究员徐晓斌说。

因此，2018年，中国气象局提出在尚未建设大气本底站的环渤海陆海气、黄淮农田生态、四川盆地环境、锡林郭勒草原、敦煌沙漠陆面过程、青藏高原陆面与大气过程等8个气候系统关键观测区新建一批国家大气本底站。

同时，针对不同地区特色需求，如典型的生态功能区、大城市群、海洋极地等，建设一批特殊功能区的大气本底站，成为全球大气本底站和区域大气本底站的有力补充，实现16个气候系统关键观测区国家大气本底站全覆盖。

那么，如何在数百、数千公里的广阔尺度上，选取既能体现区域气候代表性，又能反映观测资料准确性和可比性的合适点位呢？

中国气象局气象探测中心正高级工程师张晓春表示，想获取高质量的观测数据，就必须避免人为活动的影响，选在远离人类活动的偏远地区，保证所观测的大气较为“清洁”，以捕捉气候变化的微小信号。

“也正因如此，在瓦里关本底站不允许炒菜，否则会产生气体和颗粒等污染，有时过往的车辆也会显著影响观测结果。”张晓春介绍道。

同时，选址时也要考虑典型气候代表性，例如瓦里关本底站位于海拔3816米的瓦里关山，能够真实反映北半球乃至全球尺度大气成分的平均混合状态。不仅如此，选址时还要充分考虑下垫面的特征、周边污染源的分布与排放情况，以及土地利用规划；在确定为意向性站址后，还需要对站址的代表性进行为期至少一年的可行性科学论证试验，以确保具有较好的区域代表性。

国产设备“显身手”

由于观测目标的特殊性，大气本底站采用的技术方法、对设备的要求也与一般的观测站不同。

“大气本底观测的要求更高、更严，观测也更难。”张晓春说，当前全球大气二氧化碳平均浓度为410ppm（百万分之一）左右，但年增长率仅为2ppm多，要想准确监测其变化，仪器设备的精度就要达到0.1ppm。

早期，大气成分观测设备主要从国外进口。近年来，随着中国气象局观测自动化工作的不断深入，国产仪器快速发展。

在试验阶段，各拟选站开展高精度温室气体、气溶胶、反应性气体监测，中国气象局气象探测中心对五类进口、国产装备进行实时监控、质控。目前温室气体国产与进口设备并行观测试验分析显示，国产和进口设备的关键指标一致性较好，国产设备部分数据指标略优于进口设备。

据悉，下一步，中国气象局还将继续推动10个新增国家大气本底站边试验、边建设、边应用，夯实国家级大气本底观测网，获取高效优质气象观测数据，助力实现“双碳”目标。