这里是中国人工影响天气的发源地之一,培养和造就了我国一大批人工影响天气科技人才,并积累了珍贵的长时间气象数据;如今,这里正在努力建设国内一流的云雾物理综合试验基地和开放式试验平台。今年“新春走基层”,记者实地探访庐山云雾物理综合试验基地试验现场,带您一探究竟——
庐山,宛若仙境。
在气象学家眼里,这云雾缭绕更多意味着开展人工影响天气研究的天然理想试验场。
早在20世纪50年代,我国便在庐山建立了云雾观测试验站点,开展云雾物理研究和人工增雨试验。如今,这里已经建设集云降水物理研究、人工影响天气科学试验和技术研发为一体的国家级庐山云雾物理综合试验基地。
庐山景观 拍摄:李根
在“仙境”做试验,是一种怎样的体验?
“湿乎乎的,头发上都凝结着水珠。”在此做了十年试验的中国气象局人工影响天气中心副研究员郭丽君有着科学家一贯的严谨,“想让大家更了解‘仙境’背后的科学原理。”
去年刚入职就开始上山的中国气象局人工影响天气中心助理工程师吴子卿说,“‘仙境’看上去很美,对我来说更要深入体验。”
有艰难,亦有新希望,在山上坚守了三十多年的庐山云雾试验站站长李军见证并参与到新变化中。
(一)“之前没见过这么‘强烈’的雾,当时真的好开心”
1月,无论是山上的庐山气象局局长尹伟,还是山下的庐山市气象局局长宋容,都接到不少电话:“这么久没下雨,气象局能不能人工增一下雨?”
两人都有点无奈:人工增雨,确实不是想增就能增的。
但也能理解多方的期待,毕竟庐山是中国人工影响天气工作的发源地之一,现建有国家级庐山云雾物理综合试验基地,诸多处于科技前沿的人工影响天气科学试验正在此进行。
呼风唤雨,是人类历来的梦想,但要把这个梦想变为现实,还必须依靠科学。比如,要回答一个问题:为什么有的云会下雨,而有的云不下雨呢? 关键就在于云微物理结构的差异,也就是云中粒子数量、尺度分布和含水量的差异。
庐山,年平均降雨日数172天,年平均雾日196天,正是一个可开展云雾物理观测科学试验研究的天然理想场所。
1958年,原中央气象局局长涂长望和中国科学院地球物理研究所所长赵九章经过考察,初步确定在庐山建立一个开展人工影响天气的研究所。1959年,这里便建立了庐山天气控制研究所(庐山云雾试验站前身),开始了崭新的理论和实际作业试验的研究工作。这里也成为我国人工影响天气工作的发祥地之一,亦是培养我国人工影响天气科技工作者的摇篮。
十年前的11月,刚入职半年的郭丽君第一次上庐山,就遇到了漫山的云雾。车在山路上盘旋而上,“当时很震惊,仙境一般,什么都看不见。”这一年,庐山云雾试验站恢复观测工作,郭丽君与同事在山上拆开从北京打包运来的高精尖仪器,安装,启动。新的试验一切就绪。
1月15日,郭丽君和吴子卿在仰天坪观测点做试验前准备。拍摄:李根
2024年,年轻的吴子卿第一次来到庐山,由庐山气象局、庐山云雾试验站、庐山市气象局、柴桑区气象局、仰天坪、小天池六个观测点组成的庐山云雾物理综合试验基地已经建成,并取得多项科研进展。但他依然被庐山的云雾所震撼:“之前没见过这么‘强烈’的雾,当时真的好开心。”
为什么会这么开心?因为有云雾,就可以做试验了。
(二)“只要有雾,就会工作不停”
自从十年前开始在庐山做云雾试验,郭丽君心里对天气的喜爱程度就靠能否开展试验决定——
第一位肯定给云雾天气,说到喜欢的研究便滔滔不绝,“具体还有不同的云雾,比如暖云雾、毛毛雨云、降水云,云雾条件也分很多种,甚至有时候一边下雪一边有云雾过程,总体而言,只要是有云雾,我们都非常喜欢这样的环境和条件”。
第二位给雨雪冰冻天气,“根据研究目标,比如近期试验目标是研究雨雪冰冻天气,我们就希望有雾凇、雨凇(冻雨)和降雪天气”。
第三位给多云,“如果有无人机试验,有云的天气里就可以飞到云里面”。
图为庐山市气象局 拍摄:李根
最后一位是晴天,“能做的事情相对会少一些”。
当前,庐山云雾物理综合试验基地主要开展气溶胶-云雾-降水综合观测试验、云粒子对比观测试验、人工播云催化试验等。
十年里,郭丽君每年跑庐山五六次,有时一次待20多天,一年算下来有五分之一时间在山里做试验。
“只要有雾,就会工作不停。”试验人员最珍惜的云雾天气里,郭丽君解释说,“比如从早上六七点集合准备,一整天都不休息,也不会出去吃饭,都是轮流吃盒饭,把握最黄金的时间,不然的话雾过去了之后天晴了,想做试验都做不了。”
试验过程有时会很波折。2024年11月,郭丽君与同事在庐山开展云滴谱采样试验,来获取云雾的宏微观物理特征,以便更清楚地了解天气。试验需要反复尝试,有时进展顺利,有时多次采样都不成功。“每次我们都要绝望的时候,又有一次希望,出现一个很好的样本,这时又会非常开心。”
这个试验,多年前就曾开展过。1960—1980年,早期的人工影响天气科技工作者在山上异常艰苦的环境中进行了20余年的云雾试验与观测,开创了我国高山云雾物理观测与试验研究的先河。如今,庐山云雾试验站里还保留着当年他们为了计数载玻片上的雾滴用铅笔一笔一划写下的“正”字。由此积累了大量的云雾滴谱、雨滴谱等第一手观测资料,取得了各种云雾微物理资料2461份,雨滴谱资料5000余份。
李军给记者讲解前辈留下的珍贵观测资料。拍摄:李根
庐山历史观测资料经过电子化、数字化和数据集建设后归档于中国气象局档案馆。郭丽君曾前往中国气象局档案馆专门查阅过庐山历史云雾观测数据集,泛黄里纸张上的记录“代表了老科学家的心血。”当前“复现”云滴谱采样试验,“除了推动研究,也是一种历史传承”。
“庐山云雾物理试验基地的地理位置对于观测东亚季风区的云和降水的宏微观结构非常重要,获取的数据会很有代表性,数据累积到一定程度,价值就上来了。”北京大学教授毛节泰曾在庐山做过试验,去年6月,首届“中国云雾暨低空经济气象服务”学术研讨会在庐山举行,他还专程参加。
艰难的时候,李军会用我国著名云降水物理和人工影响天气专家胡志晋的经历打气。李军看过报道,“他在庐山待了18年,44岁才正式发表第一篇论文,首创云、雨、冰、霰、雹等各种水凝物粒子的云降水质量加上数浓度的微物理双参数模式,在国际上受到关注并被广泛运用。”
李军在庐山云雾试验站观测场查看设备运行情况。拍摄:李根
李军为庐山云雾试验站近年来的发展感到兴奋,“希望科学家在这里做出越来越多的成果,试验站也会越来越好;试验站发展越好,也会有更多科学家来。”
(三)“‘耕云播雨’的种子会开花结果”
1月15日,仰天坪观测点,气溶胶粒径谱仪、雨滴谱、微雨雷达等新配备的仪器启动,郭丽君联系庐山气象台台长李湘波:“李台长,请您远程点燃烟条。”
1月15日,仰天坪观测点远程点燃烟炉。拍摄:李根
当前,从庐山山脚到山顶,气溶胶、云降水、垂直廓线以及雷达等观测设备已经布设,综合分析分系统也安装使用。随着硬件与软件水平提升,与60年前的前辈们筚路蓝缕默默耕耘相比,现在的科技人员可以在两个或三个观测点同步开展试验,也有更多气象单位、高校、科研院所、设备厂商参与进来。
庐山气象局不通车,即使如此,气象工作者还是通过肩挑手扛甚至请骡队驮运,将先进设备运到山上,比如我国首套地基云粒子成像系统就安装于此。年轻的庐山气象局工作人员陈涵彬也有机会参与试验,“能跟国家级单位专家学习更多的知识,不管从理论还是实践,对能力提升有很大帮助。”
图为庐山气象局全貌 拍摄:李根
几项试验都在陆续取得成果,比如气溶胶-云-降水综合观测试验获取气溶胶、云和降水的垂直和热动力结构等宏微观特征,对于深入了解气溶胶、云和降水的物理和化学特性以及三者之间相互作用有着至关重要的作用;不同天气下的云雾降水观测利用滴谱类设备、遥感类雷达获取不同天气条件下的云雾和降水的微物理特征和演变过程,等等。
庐山云雾试验工作也吸引了一些国外同行的关注。比如2024年9月,泰国皇家人工降雨和农业航空局人工降雨技术研发处主任瓦萨娜·翁格拉特一行来此参观调研。
“基地建设规模和影响力不断扩大,”在郭丽君看来,“在试验方面也经历了很多的飞跃,比如从单个站点观测到双站点观测,从固定的观测到移动观测,从固定催化试验到移动催化试验等。数据越来越丰富,成果不断积累,希望将其打造成国内甚至国际比较有影响力的山地云雾观测基地,也特别欢迎就是更多同仁、高校院所、厂商都来加入我们,形成一个开放合作共享的平台。”
随着科研成果不断应用,我国人工影响天气服务国计民生的水平也在提升。2024年,气象部门开展人工影响天气作业,多次支援西南、东北等地森林草原防灭火、抗旱增雨,为服务生态文明建设、农业生产等贡献力量。
新的一年已经开始,“仙境”里的试验还将持续,60多年前开启的事业继续向前。
郭丽君给2024年的工作收尾,毕竟在她眼里“没有完美的试验”,新的计划已经在酝酿中。
李军近期给自己的任务是“把设备维护好,希望2025年以最好的状态迎接各位专家来这里做试验”。
未来,吴子卿上山的次数预计会越来越多,“一步步走下去,相信也许未来某天,‘耕云播雨’的种子会开花结果。”
编辑:卜钰 苗艳丽 李丹
审核:崔国辉
来源于:中国气象