瓦里關

瓦里關，地處青藏高原東北坡，瓦里關為東北至西南走向的孤立山體，南北長21公里，東西寬約7公里。因建設了中國大氣本底基準觀象台而聞名於世界。

基本介紹

• 中文名：瓦里關
• 地區：青藏高原東北坡
• 南北長：21公里
• 東西寬：約7公里

瓦里關簡介

瓦里關，因建設了中國大氣本底基準觀象台而聞名於世界.。

瓦里關山地處青藏高原東北坡，瓦里關山為東北─西南走向的孤立山體，南北長21公里，東西寬約7公里。站址位於該山的最高點附近，海拔3816米。東經100°54′，北緯36°17′。瓦里關山東距省會西寧市150公里，直線距離約90公里；西距共和縣城50公里，直線距離23公里；南距黃河上游最大的龍羊峽水電站17公里；北距聞名遐邇的青海湖40公里。

中國大氣本底基準觀象台（簡稱本底台或CGAWBO）的建設是根據《聯合國氣候變化框架公約》，由中國政府與世界氣象組織（WMO）和環境基金（GEF）合作開展的對全球尺度大氣本底污染濃度進行監測的國際合作項目。

本底台嚴格按世界氣象組織有關大氣本底監測的規範和標準，在全球基準大氣本底條件下開展包括溫室氣體、大氣臭氧、氣溶膠、太陽輻射、氣象和邊界層氣象、降水化學等多個方面的觀測。她將向世界提供亞洲內陸大氣本底基準基本狀況的系統觀測資料，是世界氣象組織全球大氣監測計畫的重要組成部分，是建在亞洲大陸腹地的全球第一個大陸型的基準觀象台，將對未來大氣成份的變化起著早期預警、監視作用，將長期、穩定、連續地獲取全球基準大氣本底監測資料，為研究、評價、預測大氣成份變化進而研究對氣候變化影響提供科學依據。

她的建設和今後的發展受到了國內、外大氣科技界的極大重視和關注。她是我國具有全球代表性的大氣本底監測台，經不斷完善、發展和提高，成為一個對國內、外大氣環境科技工作者開放的大氣本底基準監測實驗室，成為具有先進水平和技術裝備的、世界一流的，也是到目前為止，全球唯一的大陸性大氣本底基準監測站，其所獲取的特種資料和各項科研成果對全球來講，具有不可替代的重要作用。

本底台的人員受青海省氣象局管理，業務工作由青海省氣象局、中國氣象局監測網路司及中國氣象科學研究院管理和指導。具體隸屬關係見如下結構圖。

瓦里關山及周圍廣大地區屬於乾旱、半乾旱荒漠草原及沙洲，平均年降水量370mm，主要集中在5-9月。年平均氣溫零下0.9℃，年極端最高氣溫28.3℃，年極端最低氣溫零下23.3℃，冬寒夏涼，溫差較大。光照充足，日射強烈，冬春季節多偏西大風。

基地業務樓建築面積510平方米，從外觀看，是一棟兩層樓房，按功能可分為工作和生活區。生活區主要是指山上值班人員和來台工作的國內外專家的活動場所。由臥室、廚房、餐廳、衛生間、盥洗室、淋浴室、地下倉庫等組成。臥室共有五間單人房間，並備有臨時床鋪，最多可供20餘人住宿。餐廳配備現代化的生活廚具，冰櫃、烤箱、微波爐等等一應俱全。另有地面衛星接收站，可接收數十套各類電視節目。為確保正常的工作和生活用電，瓦里關山採用三路供電，一路為常規用電，來自共和縣；一路為本底台架設的龍羊峽電廠至瓦里關山的專線，容量各為250KV/A；另外還有一路自備的20KV/A的柴油發電機。

水的供應由專車不定期從50公里外的水源向山上拉送，山上建有一座蓄水池，由水泵傳送至水塔形成自來水。下水系統由管道送至50米外封閉的自排式污水池。為確保上山的自然環境不被人為破壞，生活區有兩條排煙、排氣管道，始終排向下風方，所有固體生活垃圾也由專車拉出山外。

對外通訊有多種方式，目前使用的是“有、無線設備”，可連線共和縣市話、省內外長途。計畫中要安裝小型地面“VAST”系統，用於傳輸資料數據。還考慮安裝傳真機和連線INTERNET網。

大氣本底業務工作簡介

臭氧光譜儀（BREWER）監測

Brewer全自動臭氧光譜儀是根據中加雙邊大氣科學合作計畫由加拿大大氣環境局援助提供。該儀器由加拿大Sci-Tech公司製造生產，用於測量O3、SO2和UVB；整個儀器由Brewer光譜儀、控制計算機、印表機和控制軟體四部分組成；光譜儀系統由前置光學系統、光譜分光儀、光電轉換系統和光電倍增管等組成；整個儀器的電路系統由主電源板、次電源板、微處理器、輸出輸入接口板、光子計數器板、時鐘日曆板、A/D板和脈衝放大器板等部分組成。

RGA3-CO還原法氣相色譜監測

1997年10月本底台安裝了氣相色譜-汞置換法大氣一氧化碳連續觀測系統，本系統採用的檢測方法是目前世界上對清潔地區CO濃度檢測的最理想的方法，使用雙柱分離和反吹技術，加上檢測方法的高度選擇性，整個分析過程快速而簡便。本系統的高靈敏度、高精度和操作維護的簡便性在過去的CO測量方法是無法比擬的，本系統還可以用於低濃度CO標準氣標定，大氣中其它還原性微量氣體（如H2）的監測，檢測限均達ppb級。

FLASK空氣採樣

美國國家海洋大氣局（NOAA）/氣候分析與診斷實驗室（CMDL）的全球空氣樣品測量站網至今已有包括美國、日本、加拿大、中國等國家的四十多個地區站點，作為全球空氣樣品測量站點之一的本底台，自1991年起即開始用MAKS採樣器對瓦里關山現場的實際大氣進行採集，採集到的空氣樣品被送到NOAA/CMDL進行一氧化碳、二氧化碳、甲烷及碳同位素等的測量。

甲烷 /二氧化碳氣相色譜法監測

對大氣二氧化碳和甲烷進行本底監測的氣相色譜法是眾多監測方法之一。本系統是由WMO提供資助，加拿大大氣環境局二氧化碳實驗室負責技術指導，在加拿大經五個月的安裝和調試後完成，1994年7月運抵瓦里關。這套氣相色譜HP 5890II型系統現已安裝在中國大氣本底基準觀象台進行二氧化碳和甲烷兩種氣體成份的本底濃底的連續測量。

Li-Cor非色散紅外二氧化碳監測

自從19991年5月，作為目前地球上唯一的一個高原大陸本底站（本底台）開始使用Siemens公司的NDIR二氧化碳分析儀連續測量大氣中的CO2本底濃度，已獲得初步的觀測結果和規律，其本底濃度和變化特徵與美國MLO大氣本底觀測站的觀測結果相當一致。為了保證將來瓦里關山的現場CO2觀測資料的可靠性和國際可比性。1993年3月~19994年4月，在聯合國全球環境基金項目的支持下，在NOAA/CMDL組裝並調試完成了包括系統和工作標準氣的標定、目標標準氣的質量監控以及數據獲取和處理的高質量的計算機自動控制系統。於1994年11月8 日，在瓦里關本底台正式投入運行。

UV-B紫外輻射監測

太陽紫外輻射的作用與輻射強度、暴露時間、輻射的性質等有關。一般將紫外總輻射按波長分為紫外A（320-400nm）、紫外B（280-320nm）、紫外C（<280nm）。到達地面的太陽紫外總輻射與大氣中的臭氧總量、地球上的位置、一年中的不同時段、大氣氣溶膠、雲、地表反照率等許多因子有關。本底台使用的UVB-1型儀器設備，是由美國Yankee環境公司研製的。該設備進行UV-B的Erythemal輻射劑量及輻射通量（Irradaince）的測量，可為研究UV-B長期變化提供有效的數據資料。

地面臭氧監測

瓦里關本底台的地面臭氧監測系統是由全球環境基金資助，由加拿大大氣環境局專家協助建立。該系統包括兩台TECO 49型（美國Thermo Environment Ins.）紫外吸收式臭氧分析儀（TECO #1 S/N47307和TECO #2 S/N 47318）、一台49PS（美國Thermo Environment Ins.）紫外吸收式臭氧標定儀和配套的零氣發生器，其中49PS型紫外吸收式臭氧標定儀作為測站的工作標準儀器。

高壓製備標準氣

在許多大氣監測和研究中，與已知濃度的標準氣比對而得出未知樣品濃度的方法，已被廣泛地使用。如監測大氣CO2的非色散紅外氣體分析系統、監測大氣CH4、CO2、CO、CFCs的氣相色譜系統等，都是用這種方法進行測量的。最初，是使用CO2-N2的混合氣體作為標準氣；後來，由於非色散紅外氣體分析儀對載氣中CO2的回響值具有獨立性，CO2、AIR（空氣）的混合氣也作為紅外氣體分析系統的標準氣而被廣泛使用。瓦里關本底台監測CO2、CH4本底濃度的非色散紅外氣體分析系統和氣相色譜系統，在進行測量時均要用標準氣對測量單元進行特定時間的沖洗，再加上日常監測中標準氣的使用，因而，標準氣的消耗是不可避免的；其次，由於測量大氣成分本底濃度的變化，對標準氣的精度要求很高，若購買高精度的標準氣，其經濟費用是相當客觀的。CO2標準氣高壓製備系統的建立，實現了瓦里關本底台所需標準氣的自給，同時也給製備“歷史大氣”（即先行製備、保存等以後再進行大氣成分測量分析的實際大氣）提供了保障。

光學厚度技術

大氣氣溶膠是懸浮在大氣中的各種固態和液態的粒子，其半徑大約為0.1～10 。大氣氣溶膠對太陽輻射的散射、吸收作用直接影響地球大氣的輻射平衡，還通過成雲作用及非均相化學反應參與大氣中的各種化學過程影響其他溫室氣體成分的源匯，對全球氣候變化有著重要的意義。大氣光學厚度（或大氣渾濁度）的測量反映氣溶膠粒子對太陽輻射的消光作用，世界氣象組織的全球大氣監測網（WMO-GAW）將大氣氣溶膠光學厚度（有時也稱為大氣渾濁度）觀測作為其基本觀測項目，目的就是要對全球大氣本底氣溶膠的情況和變化趨勢進行長期監測，研究大氣氣溶膠對全球及局地氣候變化的影響。

黑碳氣溶膠

1994年7月安裝的大氣黑碳氣溶膠觀測系統包括兩套觀測儀器，其中一台由全球環境基金援助提供，另一套由加拿大大氣環境局援助提供，兩套儀器系統都是在加拿大大氣環境局專家的協助下建立的。兩套儀器分別由灰度儀、採樣泵、進氣管線、控制計算機或數據採集存貯器構成，兩台灰度儀都為美國加州瑪基科學公司產品，型號為AE-10和AE-9，均裝有質量流量計以保證流量準確。

降水化學

大氣中經常存在著塵埃等固態和氣態的懸浮微粒，這些微粒有些來自自然界，有些卻是人類活動所產生的，如人類活動、燃燒燃料、工業生產、森林大火等都會向大氣中排放大量的微粒物質，這些微粒物中，有些由於重力作用沉降到地面，而有些則可在大氣中通過物理和化學作用，作為凝結核，溶於雲水或雨水中以濕沉降(雨、雪)形式回到地面，其中濕沉降占總沉降通量的30%-80%。瓦里關本底台於1993年11月開始進行降水樣品的收集,並在現場進行降水pH值和電導率的測定。

太陽輻射監測

瓦里關本底台的輻射觀測儀器是由全球環境基金項目援助提供，由美國海洋大氣局氣候監測診斷實驗室幫助建立的，於1994年9月4日在瓦里關山觀測基地完成了儀器安裝，正式開始太陽直接輻射、總輻射、散射輻射和紅外輻射觀測。該系統包括美國EPPLEY公司生產的PSP型總輻射表（WG7濾光玻璃）、散射輻射表（WG7濾光玻璃加手動調節的遮光帶）和紅外輻射表（RG8濾光玻璃）。

氣象要素觀測

瓦里關本底台的氣象觀測有三套系統。

（1）、一般氣候觀測。觀測要素有：風向、風速、氣溫、濕度、氣壓、降水、雲、能、天。

（2）、地面自動氣象觀測。觀測要素：氣溫、濕度、風向、風速。

（3）、邊界層氣象要素觀測。分五層進行自動觀測，各層分別離地面2.3、10、20、40、80米。儀器設備安裝在高度為89米鐵塔上。各層觀測要素為：

2.3米-氣溫、濕度、氣壓；

10.0米-氣溫、風向、風速；

20.0米-氣溫、風向、風速；

40.0米-氣溫、風向、風速；

80.0米-氣溫、濕度、風向、風速、垂直風速。