2022年，中國氣象局在環(huán)渤海、黃淮、四川盆地等氣候系統(tǒng)關(guān)鍵觀測區(qū)遴選出10個擬新增國家大氣本底站站址，今年7月正式啟動為期一年的觀測試驗，在分析評估擬選站點及其試驗結(jié)果后，將確定最終入選站點并推進(jìn)建設(shè)。
大氣本底站如何為國家應(yīng)對氣候變化、實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供支撐？新增大氣本底站又有何意義？
助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)
大氣本底是指全球或區(qū)域尺度范圍內(nèi)大氣成分及其相關(guān)特性的長期平均狀態(tài)及變化特征。大氣本底站在觀測基礎(chǔ)氣象要素外，主要觀測與天氣、氣候、環(huán)境和健康密切相關(guān)的大氣成分，包括溫室氣體、氣溶膠、反應(yīng)性氣體等，這些測量的大氣成分既要相對穩(wěn)定、混合均勻又要遠(yuǎn)離人為排放直接影響。
目前，世界氣象組織/全球大氣觀測（WMO/GAW）按照站址代表的尺度范圍大小將大氣本底站分為全球大氣本底站和區(qū)域大氣本底站兩類。其中，全球大氣本底站的代表空間尺度范圍一般是數(shù)千公里，區(qū)域站的代表尺度范圍則為幾十至數(shù)百公里。
中國氣象科學(xué)研究院研究員徐曉斌說，“十四五”是實現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)的關(guān)鍵期、窗口期。如今，大氣環(huán)境中的許多重要組成正在快速演變，必須高度重視其對氣候、大氣環(huán)境及生態(tài)的影響，及未來發(fā)展趨勢。迫切需要從區(qū)域尺度上更好地掌握關(guān)鍵大氣成分及相關(guān)特性的長期演變，推進(jìn)本底站建設(shè)。
在中國科學(xué)院大氣研究所研究員張仁健看來，大氣本底觀測，對于我們進(jìn)一步“摸清家底”，更精細(xì)服務(wù)于應(yīng)對氣候變化、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和實現(xiàn)“碳達(dá)峰碳中和”等具有極其重要的意義。
“瓦里關(guān)曲線”系全球溫室氣體濃度持續(xù)上升的有力證據(jù)之一
早在40多年前，氣象部門就已開始區(qū)域大氣本底站的建設(shè)工作。20世紀(jì)80至90年代，氣象部門在北京上甸子、浙江臨安和黑龍江龍鳳山建設(shè)3個區(qū)域大氣本底站，觀測酸雨、PM10和大氣混濁度等；1994年，在瓦里關(guān)山建立歐亞大陸腹地第一個全球大氣本底站，填補了當(dāng)時歐亞大陸腹地的本底觀測空白；21世紀(jì)，隨著大氣監(jiān)測自動化一期工程實施，大氣本底站觀測能力不斷提升。
基于瓦里關(guān)本底站近30年的觀測數(shù)據(jù)繪制的業(yè)界聞名的“瓦里關(guān)曲線”，成為支持全球溫室氣體濃度持續(xù)上升的有力證據(jù)之一，推動國際社會在氣候變化問題上形成共識，對減少溫室氣體排放具有重要意義。
如今，我國已建成1個全球大氣本底站和6個區(qū)域大氣本底站，加上試運行的廣東新豐國家大氣本底站，國家級大氣本底觀測核心網(wǎng)絡(luò)初步構(gòu)成。但在更長時間尺度和氣候變化影響下，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。
2018年，中國氣象局印發(fā)《大氣本底站建設(shè)指導(dǎo)意見》，提出在尚未建設(shè)大氣本底站的環(huán)渤海陸海氣、黃淮農(nóng)田生態(tài)、四川盆地環(huán)境、錫林郭勒草原、敦煌沙漠陸面過程、青藏高原陸面與大氣過程等8個氣候系統(tǒng)關(guān)鍵觀測區(qū)新建一批國家大氣本底站。同時，針對不同地區(qū)特色需求，如典型的生態(tài)功能區(qū)、大城市群、海洋極地等，建設(shè)一批特殊功能區(qū)的大氣本底站，成為全球大氣本底站和區(qū)域大氣本底站的有力補充，實現(xiàn)16個氣候系統(tǒng)關(guān)鍵觀測區(qū)國家大氣本底站全覆蓋。
2022年，中國氣象局全面推進(jìn)新增站點選址工作。當(dāng)年9月，經(jīng)評審，中國氣象局在8個氣候系統(tǒng)關(guān)鍵觀測區(qū)的43個意向選址中遴選出10個新增大氣本底站的擬選站，并于今年啟動為期一年的觀測試驗。
夯實國家級大氣本底觀測網(wǎng)
“中國氣象局加快優(yōu)化國家大氣本底觀測站網(wǎng)，‘十五五’期間，將建成氣候關(guān)鍵區(qū)全覆蓋的大氣本底觀測網(wǎng)?！敝袊鴼庀缶志C合觀測司司長方翔說，在如此短的時間內(nèi)建設(shè)這么多大氣本底站，組織機制、技術(shù)支撐、人才儲備缺一不可。這尤需在建機制、提能力、強聯(lián)動上持續(xù)發(fā)力、久久為功。
“我們站址從無電、無水、無網(wǎng)絡(luò)、無道路，到如今能使用國產(chǎn)化儀器設(shè)備開展氣溶膠、溫室氣體、反應(yīng)性氣體等的觀測試驗，歷經(jīng)了重重困難?！倍鼗蜕衬懨孢^程觀測區(qū)新增國家大氣本底站工作對接人蔡青青介紹，敦煌站址位于當(dāng)?shù)馗瓯谏衬校谶x址、建設(shè)和試驗過程中，國省市縣氣象部門的協(xié)同聯(lián)動發(fā)揮了重要作用。
在嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)下，中國氣象局組建由氣象探測中心、中國氣象科學(xué)研究院等單位專家構(gòu)成的技術(shù)實施組，對站址氣流三維軌跡計算分析、環(huán)境場遙感情況、站址周邊地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和規(guī)劃、土地使用及基礎(chǔ)設(shè)施等作出具體要求。
實施組設(shè)計“對口聯(lián)系人”“對口聯(lián)系本底站”機制，為每個新建本底站指配大氣本底觀測方面的專家和技術(shù)骨干“一對一”指導(dǎo)；設(shè)計站址量化打分機制，從氣候系統(tǒng)關(guān)鍵觀測區(qū)43個意向選址中定量化遴選新增本底站；氣象探測中心推進(jìn)綜合氣象觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制系統(tǒng)“天衡”屬地化版，開發(fā)國家大氣本底站溫室氣體實時數(shù)據(jù)標(biāo)記功能，支撐建立實時標(biāo)記、分級質(zhì)控機制；編制16項制度和工作辦法，并綜合考慮不同氣候關(guān)鍵區(qū)的地質(zhì)、氣象和雷電活動規(guī)律，編制防雷設(shè)施建設(shè)要求。
由于觀測目標(biāo)的特殊性，大氣本底站采用的技術(shù)方法、對設(shè)備的要求也與一般的觀測站不同?！按髿獗镜子^測的要求更高、更嚴(yán)，觀測也更難。”中國氣象局氣象探測中心正高級工程師張曉春舉例，當(dāng)前全球大氣二氧化碳平均濃度為410ppm（ppm即百萬分之一）左右，但年增長率僅為2ppm多一點，要想準(zhǔn)確地監(jiān)測到其變化，所用儀器設(shè)備精度就要達(dá)到0.1ppm。
本底觀測業(yè)務(wù)最重要的目標(biāo)，是獲取可用于量化觀測要素長期變化的高質(zhì)量觀測資料，且具有國際可比性和認(rèn)可度。在徐曉斌看來，完善的質(zhì)量控制、質(zhì)量保證機制和措施是實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。
“我們按照ISO9001質(zhì)量管理體系要求，目前已建立‘一類業(yè)務(wù)一套文件，全面、唯一、滾動更新’的大氣本底觀測業(yè)務(wù)管理制度，并將質(zhì)量管理體系PDCA理念貫徹在本底觀測業(yè)務(wù)實施中，進(jìn)行深度的合二為一。”中國氣象局氣象探測中心大氣成分室主任靳軍莉說，試驗觀測質(zhì)量在第68次WMO降水化學(xué)實驗室比對中并列全球第一。
目前，氣象部門已初步具備全球溫室氣體評估能力，數(shù)據(jù)已接入“天衡天衍”系統(tǒng)，探測中心初步具備全球大氣本底站數(shù)據(jù)時間分布特征的分析對比能力。接下來，氣象部門將持續(xù)高質(zhì)量推進(jìn)新增國家大氣本底站址可行性觀測試驗，以“高質(zhì)量觀測站點、高質(zhì)量人才隊伍、高質(zhì)量運行管理、高質(zhì)量數(shù)據(jù)資料、高質(zhì)量效益發(fā)揮”標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)各項工作，不斷提升國家大氣本底站觀測質(zhì)量和業(yè)務(wù)水平。
中國氣象局表示，還將繼續(xù)推動10個新增國家大氣本底站邊試驗、邊建設(shè)、邊應(yīng)用，以高效優(yōu)質(zhì)的氣象數(shù)據(jù)，夯實國家級大氣本底觀測網(wǎng)，助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。
