“監測第三極水循環(huán)，除了跟蹤氣溫、濕度、氣壓，降水、風(fēng)速等傳統氣象要素外，還需要通過(guò)測量大氣水汽中氫和氧穩定同位素比率來(lái)獲得更多關(guān)于水循環(huán)的信息?！钡诙吻嗖乜瓶际紫茖W(xué)家姚檀棟院士表示，科考隊這次用“極目一號浮空艇”垂直上升3000米左右，抵達海拔6204米的高空，這是世界上首次利用浮空艇在如此高海拔測量高空水汽穩定同位素。

　　作為世界第三極，青藏高原是僅次于南極、北極的冰雪儲地。亞洲十多條大江大河發(fā)源于此，供養了世界上1/5的人口。姚檀棟表示，當前第三極大部分冰川正在退縮，湖泊正在擴張，氣候變化加速改變著(zhù)這座“亞洲水塔”?！拔覀儽仨毟闱宄搮^域雪、冰、水的變化，監測水循環(huán)，以應對各種災害、風(fēng)險?！?/span>

　　推進(jìn)三維系統觀(guān)測

　　“過(guò)去沒(méi)有條件，靠腳步丈量冰川，只能獲取平面二維數據?，F在有了測繪無(wú)人機、浮空艇這些裝備，我們開(kāi)始以三維視角研究水循環(huán)?！敝锌圃呵嗖馗咴芯克芯繂T鄔光劍說(shuō)。依托“第三極環(huán)境計劃”(Third Pole Environment)和中科院絲路環(huán)境專(zhuān)項，從2014年開(kāi)始，科考隊已經(jīng)在第三極地區設置了11個(gè)水汽穩定同位素觀(guān)測站，包括地表觀(guān)測和浮空艇高空觀(guān)測站。今后，浮空艇還將到珠穆拉瑪峰地區觀(guān)測，抵達高度將超過(guò)海拔10000米，即超過(guò)珠穆拉瑪峰的高度。

　　“我們通過(guò)監測水中的穩定同位素來(lái)了解大氣水汽如何通過(guò)西風(fēng)和季風(fēng)輸入第三極?！敝锌圃呵嗖馗咴芯克毖芯繂T高晶說(shuō)，“這些數據揭示了空氣中的水分是如何遠距離輸送，又在大氣邊界層經(jīng)歷了什么樣的變化過(guò)程?！?/span>

　　但是不容忽視的是，依然有很多問(wèn)題待解。高晶說(shuō)：“例如不同過(guò)程在區域水循環(huán)中所發(fā)揮的作用還缺乏定量的理解，水在固、液、氣三相間轉化對該區域水循環(huán)有什么影響，以及氣溶膠和冰磧物對冰川的積累和融化有什么影響等。而這片區域復雜多變的地形使得這些問(wèn)題更難解答?！?/span>

　　要深入理解這些問(wèn)題，必須從三維角度追蹤水循環(huán)，即監測地面和空中的液態(tài)水、冰和水汽的變化;必須建成系統的“星-空-地”水循環(huán)觀(guān)測網(wǎng)，這對于廣袤、高海拔的第三極地區來(lái)說(shuō)，難度可想而知。

　　同時(shí)，新型地球系統科學(xué)模型也需要根據區域具體情況構建，才能做出準確的預測。

　　集成國際研究力量

　　“當前的氣候模型難以復現第三極的復雜氣候，這就需要使用新的模型和數據來(lái)優(yōu)化?！比鸬浠始铱茖W(xué)院院士、中科院外籍院士陳德亮近幾年經(jīng)常往來(lái)于中瑞之間。

　　在陳德亮看來(lái)，模擬第三極氣候，先要把分辨率提上去，然后選擇某一個(gè)或幾個(gè)關(guān)鍵區，讓國際上不同模型都參與進(jìn)來(lái)進(jìn)行探索研究?！安煌Ｐ陀胁煌膬?yōu)勢和弱點(diǎn)，通過(guò)比較，我們可以找到改進(jìn)這些模型的方法?！?/span>

　　為了驗證這些模型并確定它們在何時(shí)或哪些方面模擬更準確，觀(guān)測數據是關(guān)鍵。最重要的還是觀(guān)測數據的質(zhì)量，這就涉及到了觀(guān)測站的科學(xué)布點(diǎn)。但目前，只有很少量的冰川和湖泊設有觀(guān)測站，海拔高于5000米的地區連常規的氣象站都很少，更不用說(shuō)其他數據的觀(guān)測站了。陳德亮表示，要為模型提供理想的觀(guān)測數據，下一步需要在關(guān)鍵區域增設觀(guān)測站點(diǎn)，要覆蓋不同海拔高度、不同氣候類(lèi)型地區、不同植被區域等。當然，這些觀(guān)測站的建設和維護成本也非常高。

　　“這些數據可以為發(fā)展第三極地球系統科學(xué)模型、增加我們對相關(guān)過(guò)程的理解及預測未來(lái)服務(wù)?！标惖铝吝€期待觀(guān)測與模擬的有機結合將帶來(lái)更多科學(xué)發(fā)現。