全国首个大气边界层顶生态环境观测站长啥样？
【谷腾环保网讯】观天丈云在险峰。
迎着寒潮，记者来到金华市武义县的千米高峰大毛尖山，探访全国首个大气边界层顶生态环境观测站——中科院大气边界层顶生态环境上黄观测站。
历时三年，一群筚路蓝缕的“摘星”人，肩挑背扛，将它建成投运。在未来，它将“一览众山小”，在区域空气质量持续改善、碳达峰碳中和、空天环境安全等领域发挥具有全国影响力的战略性功能。
上黄观测站。 刘兰忠 供图
登顶大不易
6.6公里、318个弯
“爆胎了！”听到隆隆的车辆异响，一车人就知道大事不妙。
这里距山顶不到3公里，海拔已上千米，冰雪随处可见。想起上一次，我们就曾被路面结冰“劝返”，这是我们第二次上山。
上观测站可真难！从武义县城出发，驱车向南先到柳城畲族镇，再到山里的上黄村，最后“盘”到海拔1128米的大毛尖山顶。即使天气足够好，这趟60多公里的旅程也要花费近2.5小时。
车出了故障，可观测站就在头顶。我们一路小跑，用脚丈量这段开山之路。最后一个转弯处，一面警示牌立在崖边：“非监测车辆严禁驶入”。终于，我们到顶了。
上黄观测站站长刘兰忠站在路边等我们走近：“你们一来就体验了一把我们的日常。”他笑着说，从上黄村到山顶的路总共6.6公里、318个弯，“这条路5月初才修通，我们叫‘蛇形路、水波面、蚯蚓沟’。”短短两个月，他的车跑了1.9万多公里，这个月就爆了两次胎。
来到观测站的南面，一人多高的“上黄观测站”五个大字竖立在侧，一块石碑刻着“天清气洁 水秀山灵”，是揭牌当天中国科学院院士曾庆存的题字。
登上山门，还需拾级而上。“这里有133级台阶，一步步向上象征着我国生态环境建设水平不断提升。”刘兰忠说。迈入院门，门楣上写着“观天门”，这也出自刘兰忠的手笔：“观测站既察看大气，又测量云雨，所以北面叫‘丈云门’。”
什么是大气边界层？刘兰忠告诉我们，它是指从地面到大约2000米高度间大气湍流最剧烈的部分，它受大气运动、地形地貌、太阳辐射、污染排放等多因素影响，与人类活动息息相关，是大气科学研究最重要的科研领域。
观测站选址条件苛刻：海拔要在1000米—1500米的区间内、方圆50公里范围内没有污染源、气流活动频繁。
大毛尖山处于武义、遂昌、松阳三县交界，周围山高谷深，一天之内气流方向随时转变。“院里升起的旗帜很容易被风刮坏，一个月就得换新。”他举例说。这里向北辐射长三角、向南辐射珠三角，监测数据具有代表性。
眼前三层楼高的站房占地400平方米，整个大院足有1900平方米。两座避雷塔在站房前后守卫，东侧多功能室兼具避雷针、水塔、导航灯和“定海神针”的作用——向下打桩至21米深处，无论山体向哪处滑坡倾倒，它都能支撑或牵拉。
“别看现在这么平坦，我们第一次来勘址时，山顶连5个人都站不下。”他说，施工时将山顶足足削掉了7米，再用原土回填为平地。
走进站房一层大厅，墙上挂满了照片。“开荒时期”的几张照片里，大家拿着铁锹，周边的茅草长得比人高。其中一张，刘兰忠蹲在野外临时支起的大铁锅前，左手拿着一碗方便面。2019年11月开建起，他就经常和专家学者，以及地方领导来看现场。路没修通的前几年，他们需要从上黄村后山徒步翻山，肩挑手提着仪器设备和建筑材料。
工程建设过程中，刘兰忠的专业也起了作用。为了避免滑坡和水土流失，他主张保留山坡上的野生杜鹃，在山顶四周种上花卉果树，春天有花、夏天有荫、秋天有果；为了提高水资源调配能力，在站房所在的地下，建设一个20m3的蓄水池，即使在今年夏秋冬连旱之际，高山上用水依然宽裕。
上山难变上山美，“要把保护生态环境的理念贯彻到底。”刘兰忠说。
地面设备已大体完成，上黄观测站二期工程即将开工。他从手机中翻出一张规划图：“二期包括碳卫星接收站、碳通量监测塔、气象雷达，两期总建筑面积将达到4555平方米。”这里将打造国内首座“天地一体化”监测科技园，从地表直通卫星。
观天欲何为
摸清大气湍流能量结构，指导风能和太阳能综合利用
冒着大雨和冰冻，三位科研人员爬上站房的天台，当起了“维修工”。一台气溶胶质谱设备的进气管路气流受阻、出现异常波动，经过3个多小时的调整才恢复正常运转。
天台上安装着观测站的“眼睛”。刘兰忠一一介绍：轨道平台装有自动气象站、太阳光度计、雨滴谱仪等，配合大气监测数据，就能“听懂”空气粒子和云雾的“交流”。他们还专门设计制造了“自动升降天窗”，极端天气条件下，可以为科研人员出入楼顶、安全观测提供保障。
“大气湍流”就像奔腾不息的“水流”，蕴含着无穷的动力，观测站就是要摸清复杂山地中湍流的能量结构，指导风能和太阳能的综合利用。“大气成分通量”如同“水流”中的“沙土枝叶、微量元素和水分子”，精确跟踪就能了解大气污染的空间分布、输送态势，为污染治理提供支持。目前，观测站已经和金华市生态环境局签订合作协议，具体指导金华市的空气污染监测治理。
扶着围栏向下望，南门外稍低处还有气象和大气通量观测区。高耸的大气温室气体通量观测塔，安装着三维超声风速仪、高频二氧化碳和水汽探头等。观测站的“手”和“腿”——9米高的5G通讯塔，负责将监测数据传送到中科院大科学装置和数据交换平台，供科研人员做分析研究。
园区还铺设了90块光伏板，联合山下的水电站和站房一层的新型储能设备，共同接入观测站的“心脏”——零碳配电房，为全站提供源源不断的清洁能源，在外部电力中断时，储能还能为站里供应一周的用电量。刘兰忠说：“没有稳定的电压就没有稳定的监测数据，所以对电力的要求非常高。”
观测站不仅和国网金华供电公司一起打造碳电全景示范园，还合作成立了“1.5℃碳电实验室”。刘兰忠告诉我们，把大气、气象和电力数据结合起来，开发大数据应用和创新低碳技术，可以为金华和浙江政企提供节能降碳的指导。
我们提及上山途中路遇的一片碳汇林，“武义碳汇林试验基地，是浙大、省林科院和我们联合金华、武义开展的试验项目。”他说，观测站对温室气体进行长期通量观测，可以了解人工林吸收二氧化碳的能力及其地域差异和演变过程，支持生态修复效果和森林碳汇功能的评估。
“蓝天保卫战、美丽中国建设和双碳目标，我们都参与其中。”刘兰忠自豪地说。此外，由于高速飞行器都会经过大气边界层，观测站将重点建设我国东部沿海的“声光电探针”，做到15分钟时间分辨率、10—100米空间分辨率的快速探测，保障天空环境的安全。
我们跟着科研人员回到站房三层的实验室，两侧玻璃门内，仪器设备正在运转。得益于恒温恒湿、智能电网等十个智能系统的保护，它们感受不到外面的寒潮和风雨，安然无恙地运作试验和产出数据。“仪器非常娇贵，但是‘智慧大脑’经受住了极端天气的考验。”中科院大气物理研究所博士后徐惟琦说。
据她介绍，这些仪器有的专注大气中的颗粒物，解析它们的成分、结构和来源；有的专门测量有机气态样本，能够测定不同来源近百种气体的浓度。而二楼的实验室是为人工试验准备的，“空气与水的沉降是一瞬间的事，必须就地做实验。”她说。
为了不影响仪器的“判断”，站房里有不少讲究。比如木质家具会产生甲醇等挥发性气味，所有门和扶手都采用了不锈钢和玻璃材质；墙面的白色与往常略有不同，也采用了特殊的漆料。为了避免汽车尾气和烹饪油烟影响，科研人员尽量坐一辆车上山，中午也只吃简餐应付。
群英聚集地
这里不仅博士云集，院士也是常客
“这是我们自产的‘上黄袍’。”二楼会客室里，刘兰忠给每个人倒上一杯茶。原来，在山坡上栽种的花卉果树间，还有从武夷山带来的一批茶树，随观测站冠上了“上黄”的名字。
在主持上黄观测站工作之前，刘兰忠曾经一手建设了武夷山大气环境观测站，并在那里工作20多年。“这里将产生全国和世界级的研究成果，所以我决定来武义，再次从零开始。”他说。
从地质调查、站房设计到资金管理，年逾花甲的刘兰忠全程参与，还自掏腰包20多万元。“不少人喜欢回忆过去写自传，我想，这两个观测站就是我的自传。”他笑说。
走廊上，大大小小的纸盒装满了零件，大家正在给仪器设备打包。“两个月的课题研究刚结束，我们马上回北京。”徐惟琦解释，由于仪器怕震动，他们需要把每个零件拆卸下来、包上缓冲垫，开车近24小时从观测站“门到门”带回中科院。
这些科研人员都是有海外留学经历的名校博士生，徐惟琦就毕业于佐治亚理工学院。这里不仅博士云集，院士也是常客。在揭牌仪式和几次研讨活动上，20多位国内相关领域的院士就在此齐聚一堂。
观测站的顺利运行也离不开府院合作。揭牌仪式上，武义县人民政府向中科院大气物理研究所捐赠4550平方米土地和1102平方米房产，而此前6.6公里的盘山公路也是由武义县交通运输局修建。现场，省市相关负责人表示，各级政府及生态环境部门将全力保障观测运行、支持后续规划建设，与中科院做好基础研究和科研项目的协同融合，促进科研成果转化。
天色将晚，刘兰忠开车带科研人员先行返回，站房里只剩下上黄村老支书王泽民。去年，经常来村里开筹建会的刘兰忠，与退休的王泽民相熟，便邀请他来观测站负责后勤。每天早上6时多，王泽民步行一个多小时上山开门、浇花、清扫，晚上等科研团队离开后，再步行40多分钟回村。
上黄村与上黄站颇有渊源，中国工程院院士王金南的家乡就在这里。他一直关注浙江生态环境事业，曾在2017年为观测站落地武义“牵线搭桥”。观测站动工当天，他给刘兰忠发来庆贺词：“观测站通宇穹蓝天在我呵护地球 古村落阅华历美丽有你振兴山村”。
海拔千米的上黄村曾因“江南布达拉宫”之称火出圈，村里保留着120多栋传统土夯房，如今只留下几十位老人居住。眼下，中科院团队和浙大团队都选定了闲置房源，和上黄村签约承租。等修缮完毕，这里将是他们的食宿落脚点和临时的科研场所，这个高山村也将成为名副其实的“高学历村”。
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