刘鹏 东元祯

为全球“测体温”的权威台站 

早在1994年，中国联合世界气象组织等一系列国内外气象方面的顶级机构和专家，合作建设成立了中国大气本底基准观象台，因为它的观测站点位于青海省海南藏族自治州共和县瓦里关山山顶，我们也亲切地称之为瓦里关山基地。

瓦里关山基地是欧亚大陆唯一的内陆型全球大气本底站，因为在全世界，其他兄弟台站们都靠近海洋，并不属于内陆型。古人云：“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似，其实味不同。所以然者何？水土异也。”正因瓦里关山基地是全球大气本底站，所以它的观测设备和方法都要和世界接轨，因此也成为了国内关于全球温室气体本底观测最权威的台站。

瓦里关站所使用的观测设备可都是当前世界上最先进的，双通道气相色谱6890N/7890A和TECO地面臭氧分析仪精度可以达到ppb级别。打个比方，十亿个空气分子中有一个分子是我们的观测对象，上述仪器就可以把它从十亿个空气分子中甄别出来。

相信很多同学第一次听到大气本底这个词，那什么是大气本底呢？所谓的大气本底，就是不会受到本地区大气成分变化因素的影响，直接反映一定区域范围内大气成分的平均状况，它就是一个背景值。所以瓦里关全球本底站，它的观测结果不会受到瓦里关地区大气成分变化的影响，而是直接反映整个欧亚大陆的大气成分的状况。这可是经过全世界各国科学家的共同努力和一系列前期论证的，并在比对了大量的资料后得出的结果。

 青藏高原风光

知识链接：

 双通道气相色谱6890N/7890A（摄影 / 东元祯）

 TECO地面臭氧分析仪（摄影 / 东元祯）

PICARRO可以同时观测二氧化碳、一氧化碳、甲烷和水蒸气的含量，并且观测数据可以实时显示。

2018年年底报道的AE-33黑炭气溶胶分析仪，可以观测一立方米的空气中有多少纳克的黑炭气溶胶，1纳克可是1×10-9克哦，厉害吧！

 PICARRO G2401（摄影 / 东元祯）

 黑炭氣溶胶在线分析仪AE-33（摄影 / 东元祯）

延伸阅读：

气相色谱仪的工作原理：利用色谱柱将混合物分离，而后利用检测器依次检测已分离的组分。空气样品被载气（流动相）带入色谱柱中，由于柱中的固定相与空气样品中各组分分子作用力不同，各组分从色谱柱中流出时间也不同，组分彼此分离。采用适当的鉴别和记录系统，就可制作标出各组分流出色谱柱的时间和浓度的色谱图。根据图中表明的出峰时间和顺序，可对化合物进行定性分析;根据峰的高低和面积大小，可对化合物进行定量分析;进而分析出空气中一氧化碳、甲烷、氧化亚氮、六氟化硫的浓度。

 瓦里关曲线—美国蒙纳洛瓦站观测结果（蓝色），瓦里关站观测结果（红色）（供图 / 刘鹏）

为了瓦里关站的观测结果不会受到观测站点周边人为活动的影响，我们可是做了大量的工作呢。首先以瓦里关站为圆心，半径40千米内，不允许有大型的工业污染源;半径30～50千米内的土地利用形式在50年内不能有大的变化;其次瓦里关站远离主要城镇等人类聚集区，远离主要道路、机场等交通枢纽，就连飞机航线都要绕行呢！还有就是尽可能的减少人为活动对站点周围大气成分的影响，每次在站上值班只有两个人。其他规定如不能有明火炊事行为;不能擅自种植植物;不能破坏站点周围环境;禁止牛羊进入环境保护区;基地必须全年24小时有值班人员留守;车辆人员来访要严格记录时间和数目。就是这一系列严格的规定，保证了瓦里关站观测数据的可靠性、实用性和连续性，为我们国家在大气成分变化和全球气候变化领域内发出中国声音奠定了坚实的基础！

既然有了以上那么多规定，是不是瓦里关的空气就是欧亚大陆内最干净的呢？这是最常见的误区，结果并不是这样子的。为了让数据显示欧亚大陆大气混合均匀的平均状况，我们不能把站点选择在空气很干净的地方，因为这样的观测结果代表不了整个欧亚大陆，而只能代表很小的一片区域。就像一杯没有搅拌均匀的盐水，盐少的地方并不能代表这杯水的含盐量是一个道理。

解密瓦里关曲线 

作为欧亚大陆唯一的内陆型大气本底站，瓦里关站经过24年的运行，最著名的成果就是“瓦里关曲线”。什么是“瓦里关曲线”？自1994年至今，瓦里关山基地观测团队持续观测大气成分变化，其中最重要的观测对象就是温室气体，包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、臭氧、二氧化硫等，我们会用这些温室气体浓度值绘制成一张张反映大气成分长期连续性变化的曲线图。在全球气候变化中，二氧化碳是造成温室效应的主要气体，它的影响最大，范围最广，用在线观测资料绘制出的二氧化碳变化曲线，就被称为“瓦里关曲线”。

这条曲线有什么意义呢？为什么说这条曲线就是瓦里关站最著名的成果呢？原来瓦里关站获取的“瓦里关曲线”与美国蒙纳洛瓦站的CO2曲线变化趋势基本相同，这就说明第三世界国家并不是CO2的主要人为排放源，这让我们从科学的角度出发，有力地回击了西方发达国家以碳排放为借口的经济制裁，为中国和第三世界国家的发展赢得了话语权。这些温室气体资料同时也是联合国气候变化框架公约的支撑数据，此结论具有重要的政策指示作用。这些数据还成为中国在国际舞台上谈判的第一手资料，促进了国际社会在气候变化问题上形成共识，提升了中国在世界气候变化谈判中的话语权。中国在印尼巴厘岛、丹麦哥本哈根世界气候大会以及其他国际性气候变化谈判会上，可以理直气壮地支持气候变化观点，其中一个重要原因就在于中国拥有这一曲线图以及相关的观测数据。

当然，作为全球大气本底站，瓦里关站的观测对象不仅仅局限于温室气体，还包含臭氧总量、辐射、大气气溶胶、反应性气体、生态、地面等。不僅如此，瓦里关站还开展了多项与国内外科研院所、高校等科研机构的合作观测，服务对象可是遍布全世界呢！

瓦里关重要的监测对象——太阳辐射 

在瓦里关站的各项监测对象中，太阳辐射也占有很重要的地位呢。地球之所以是生命的摇篮，离不开太阳的功劳，而最直接的方面就表现在太阳辐射上。

太阳辐射直接为地球提供了光热资源，地球上生物的生长发育均离不开太阳。植物通过光合作用，将太阳能直接转化为自己生存生长所需的能量，而动物通过获取植物来获取自己所需的能量，因此，所有的能量都来源于太阳辐射。

太阳辐射还能维持地表温度，也是地球上水体运动、大气运动和生物活动的主要动力。地球上所有的温度变化，基本都是受到了太阳辐射的影响，较强的太阳辐射会引起温度上升。地面上的水吸收了太阳辐射，就会蒸发成为水蒸气，水蒸气上升凝结形成云，云不断发展形成降水回到地面，从而完成了最简单的水循环。风同样也会受到太阳辐射的影响。不同地区地面和大气接受太阳辐射的热量不同，由此产生的气压差使空气发生运动，从而形成了风。

太阳辐射从低纬向高纬递减的规律，形成了自然带分布上的规律之一。太阳辐射在地表的分布，主要决定于太阳高度角，而太阳高度角随纬度增高而递减，不仅影响温度分布，还影响气压、风系、降水和蒸发，使地球气候呈现出按纬度分布的地带性。

作为太阳系中的行星，地球始终受到太阳辐射的作用，再加上与地球内部动力所引起的各种现象之间的相互作用，它们共同驱动着地球表层的演化。当地球的大气圈和水圈形成以后，太阳这台发动机驱动着大气和大洋环流，形成风、云、雨、雪等不同的天气现象。河流出现了，开始流入大洋，山脉受到剥蚀。这一切都在塑造和改变着地表的环境，影响着地球的生物圈，使地球的气候、生物以及地球化学循环趋于多样化。

在将来，瓦里关站还将继续开展更多的观测项目，为更多的科学家提供可靠的科研资料，也将为中国在气象事业的发展做出更多的贡献！

 瓦里关山基地（摄影 / 刘鹏）