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马耀明——大气学者的青藏梦 | MDPI 人物专访 精选

已有 4251 次阅读 2022-11-11 11:00 |个人分类:人物专访|系统分类:人物纪事

本期人物专访,Remote Sensing 期刊前往中科院青藏高原研究所,与期刊编委马耀明研究员对话。我们聆听了马耀明研究员对“第二次青藏高原综合科学考察研究 (第二次青藏科考)”任务的讲述,并就 Remote Sensing 期刊与青藏所的合作进行了探讨和交流。


学者简介

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马耀明 研究员

中国科学院青藏高原研究所

西藏珠穆朗玛特殊大气过程与环境变化国家野外科学观测研究站

马耀明研究员,荷兰 Wageningen 大学环境科学专业博士学位、日本国立冈山大学大气科学专业博士学位。中国科学院青藏高原研究所研究员、博士生导师、纪委书记/副所长,中国科学院特聘研究员、中国科学院大学岗位教授、西藏珠穆朗玛特殊大气过程与环境变化国家野外科学观测研究站学术站长/中科院珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站站长。

主要从事大气边界层观测及卫星遥感应用研究。曾负责国家重大科学研究计划项目、国家自然科学基金重点项目、杰出青年基金项目、面上项目和重大国际合作项目等近20项,同时是重大国际合作研究计划“全球能量水循环亚洲季风青藏高原试验研究”(GAME/Tibet) 和“全球协调加强计划之亚澳季风青藏高原试验研究”(CAMP/Tibet) 的中方两个总协调人之一。在国内外重要期刊上发表学术论文400余篇 (第一作者和通讯作者97篇),并出版英文专著1部。


第二次青藏高原综合科学考察

青藏高原是中国最大、世界平均海拔最高的高原,被称为“世界屋脊”、“亚洲水塔”和“地球第三极”。

新中国对青藏高原的探索由来已久。上世纪50年代,国家尚处于百废待兴之时,第一批科学家们前后耗时20余年,经过采集数据和积累资料,填补了学科空白,成功实现中国在青藏高原研究的“从无到有”。

2017年8月,时隔四十余年,我国启动了第二次青藏高原科考,由中科院青藏高原研究所牵头。第二次青藏科考首席科学家、科考队队长姚檀栋院士,曾这样形容两次科考任务的区别:“第一次是发现,这一次是看变化。”

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“地气相互作用及其气候效应”团队在青藏高原的合影。


第二次青藏科考共提出十大任务,大气学者马耀明所负责的,便是任务一之——第3专题“地气相互作用及其气候效应”。五年来,他带领团队,在条件艰苦的青藏高原新建立了十余个多圈层多过程综合观测研究站,及二十多个多圈层地气相互作用观测站点,建成了“第三极多圈层地气相互作用 (水热交换) 综合观测研究平台”,并在中科院珠峰站站长岗位上工作了近15年。


遥感技术在青藏科考中的应用

正如姚院士评价,第一次青藏科考是“摸家底”,第二次青藏科考则是“看变化”。第二次青藏科考队从成立之初,便肩负着较前人更为艰巨的任务。第一代科学家们在青藏高原进行的是“从无到有”的探索,而第二代后继者们要实现的则是“从有到优”的突破。

在第二次青藏科考中,遥感技术所起到的作用不可小觑。

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遥感卫星示意图。


遥感 (Remote Sensing),广义上来说即为“遥远的感知”,泛指一切无接触的远距离探测。而从现代技术层面来看,一般多指从人造卫星或飞机对地面观测,通过电磁波 (包括光波) 的传播与接收,感知目标的某些特性并加以进行分析的技术。实际应用中,遥感技术被广泛应用于资源调查、地表环境监测、人类活动监测等多个方面。

遥感的最大优点是能于短时间内取得大范围的数据,讯息可以图像与非图像方式表现出来,以及代替人类前往难以抵达或危险的地方观测。遥感技术主要用于航海、农业、气象、资源、环境、行星科学等各个领域。

众所周知,青藏高原的自然环境相当复杂。在总面积约250万平方千米的土地上,有6个地质构造带、7个地层区、6个构造岩浆带。这里有现代冰川近3.7万条,冰川融水是亚洲近十条重要河流的发源地,也是丰富水资源的贮藏和供给源头。

要在如此复杂的地理条件下开展深度科学考察,遥感技术的支持必不可少。


马耀明研究员介绍,在对青藏高原地区冰川、湖泊、大气、植被和生态等的研究中,都广泛应用到了遥感技术。依托于遥感数据和实地观测,他和团队创建了青藏高原多圈层复杂地表点-面结合的卫星遥感-地气相互作用过程反演的新理论,系统地提出了计算复杂地表区域热通量和蒸散发量 (Evapotranspiration, ET) 的新方法,准确刻画了青藏高原与喜马拉雅山南坡地区及我国西北干旱和半干旱地区区域水热通量和 ET 变化规律,并揭示了其时空变化机理。

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青藏科考影像资料 (受访者供图)。


而在对广大的青藏高原西北地区和藏北无人区的科考中,遥感技术的地位则更为重要。马耀明研究员表示,尽管如今人类所能踏足的地区越来越多,传统意义上的“无人区”已不太存在。但考虑到人类生存条件和维护成本,在青藏高原上,仍有许多地方被判定不易建立地面观测站。在研究这部分地区时,科学家们仍要依靠遥感技术,通过卫星和无人机采集数据来建立模型。

也就是说,遥感技术对第二次青藏科考的贡献是不容忽视的。


Remote Sensing与青藏科考

自第二次青藏科考国家专项开始以来,青藏所和其他兄弟单位的研究人员,在国内外各大学术期刊上,发表了最新研究成果。

Remote Sensing 也有幸参与到这一科学盛会当中。


2021年,作为期刊编委的马耀明邀请了三名同事,在 Remote Sensing 创建特刊“Land-Atmosphere Interactions and Effects on the Climate of the Tibetan Plateau and Surrounding Regions (地气相互作用及对青藏高原及周边地区气候的影响)”。

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点击链接,了解特刊更多信息。

https://www.mdpi.com/journal/remotesensing/special_issues/land_atmosphere_interactions_climate_Tibetan_Plateau


特刊展示了在多源遥感数据应用方面取得的研究成果,涉及地气相互作用及其对青藏高原及周边地区天气气候的影响。稿件所研究的问题涵盖陆面过程、地气相互作用过程、水文气象过程及其气候影响和使用多光谱、高光谱、热和微波遥感数据揭示地气相互作用过程及其天气气候影响规律。

特刊一经推出便受到广泛关注,截止2022年8月31日结刊,共收到54篇投稿,其中21篇研究论文最终发表。Remote Sensing 正在安排实体书制作,将这一特刊印制成纸质书籍,以丰富青藏高原相关研究书库。


目前,特刊第二期“Land-Atmosphere Interactions and Effects on the Climate of the Tibetan Plateau and Surrounding Regions II”已经上线,共计7篇稿件已被发表。接收投稿时间预计到2023年6月1日。

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点击网址,了解特刊更多信息。

https://www.mdpi.com/journal/remotesensing/special_issues/687823FQ9Q


青藏科考是中国乃至全人类的大事,利在当代、功在千秋。开启于2017年,计划5至10年完成的第二次青藏科考行动业已过半。在任务的后半程,接力棒逐渐从青藏所的老一辈过渡到了青年一代的手中。马耀明的弟子,中科院青藏所马伟强研究员便已接替恩师成为珠峰站的新一任站长。

拜访的最后,我们表达了期望进一步加深 MDPI 和 Remote Sensing 与青藏所合作的意愿,并衷心祝愿第二次青藏高原综合科学考察任务取得圆满成功。


Remote Sensing 期刊介绍

主编:Prasad S. Thenkabail, USGS Western Geographic Science Center (WGSC), USA

期刊范围涵盖遥感科学所有领域,从传感器的设计、验证和校准到遥感在地球科学、环境生态、城市建筑等各方面的广泛应用。

2021 Impact Factor:5.349

2021 CiteScore:7.4

Time to First Decision:19.9 Days

Time to Publication:43 Days

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