南京大学赫尔辛基科考Day 3——初探SMEARⅡ站


发布时间:2019-09-09浏览次数:117


黎明时分,太阳早已不再如凛冽寒冬之时吝惜自己的光芒,将光辉洒满大地。此时此刻,位于北纬60度的SMEARⅡ站早已从梦鼾之中缓缓苏醒,沐浴着夏季特有的温暖和惬意。

老师和同学们早已在餐厅门口整装待发,满怀欣喜地迎接着新的一天的到来。

图1 左上:学生宿舍 右上:沿湖白桦树林 下:Kuivajärvi湖泊


参观SMEARⅡ站

早上8:40,参观SMEARⅡ站正式开始。首先,Dr.Juho Aalto向同学们简单介绍了位于餐厅门口大片草地处的两部雷达设备——分别是C波段双偏振天气雷达和W波段云雷达。

这两种雷达都用来观测粒子密度和尺度。其中,C波段双偏振天气雷达发射频率较低,用以观测各种天气现象。现在,我国主要使用此类C波段和X波段天气雷达;W波段雷达发射频率较高,用来测量直径较小的粒子,主要观测对象是各类云粒子。

图2 上:雷达讲解  下:C波段和W波段雷达

经过Dr.Juho Aalto和在场其他老师的介绍,同学们对于《雷达气象》课程上所学的理论知识又有了更加深入理解。随后便深入森林深处,一同解开SMEARⅡ站的神秘面纱。

森林地区的水收支和碳收支观测是SMEARⅡ站观测的重点。首先,在地面下设置小水坝从而将地下径流挡住,通过流量计以测量地下径流流量。其次,通过测量树的腰围来得到树干水分和碳含量变化。为了观测树木和土壤的呼吸,他们设计了非常精巧的观测箱(chamber)。通过观测箱里的水汽压和CO2浓度变化来推算植物的呼吸和蒸腾作用。为了让观测更准确,他们在观测箱中设置了自动开关门装置,让观测箱和外界大气定时通风。


图3 Dr.Juho Aalto为同学们讲解SMEARⅡ站生态观测


随后,同学们分组爬上了高达35m的高塔,从高塔上俯瞰Hyytiälä森林和SMEARⅡ站。在高塔顶上架设了可测量不同粒径颗粒物的粒子质谱仪——可谓是测量新粒子生成的“绝佳利器”。

图4 上:老师和同学们认真听高塔介绍  下:高塔上俯瞰SMEARⅡ站

参观结束后,老师和同学们在报告厅前合影留念。

图5 老师和同学们在报告厅前合影


初试牛刀——前期成果展示报告

丰盛的午餐过后,同学们分小组讨论并总结了科考出发前的科研训练结果。12点45分,我们迎来了此次科考在芬兰的第一次汇报。科考团队共分为四个小组,每组分别选派了1-2名同学做了前期进展的简要汇报。马库·库马拉教授在现场为每个小组的工作做了点评与指导。库马拉教授对大家的许多工作都表示肯定,同时也提出了一些问题和建议,并询问了同学们下一步的研究计划。

图6 四组同学在做汇报

报告结束后,库马拉教授为各组同学都安排了一到两名SMEARII站的研究人员作为指导老师,指导同学们未来几天的工作。在老师的指导下,大家明确了下一步的工作目标,并着手开始group work。同学之间、同学和老师之间不断互动,形成了良好的学习和研究氛围。未来的几天,同学们还将遇到更大的挑战,8月19日,我们将在赫尔辛基大学为老师们再次汇报我们在芬兰group work的成果。挑战、成就感与快乐总是并存,我们一定会享受这段独特并耀眼的时光。

图7 第一组小组讨论

图8 第三组小组工作

图9 第二组和第四组小组工作


Dada的报告

小组工作以后,Dada老师为我们做了关于“新粒子生成”的报告。Dada老师讲课生动活泼,她为同学们讲述了新粒子生成从无到有的过程,区分了生成速率与生长速率的区别。Dada老师还为同学们推导了新粒子生成的守恒公式,并解答了同学们如何判断新粒子生成事件与非事件的问题。

图10 Dada老师在做汇报


桑拿初体验

今天是桑拿日,晚饭后,同学们前往桑拿屋体验芬兰独特的木屋桑拿。桑拿屋有大小两间,房间内有上下多层阶梯,越往上层蒸汽越足,也越闷热。大家在桑拿屋里大汗淋漓,有一种奇特的酣畅感。

桑拿结束后,遵循芬兰的传统,一些会游泳的同学跳入桑拿屋旁的湖中享受湖水的清凉。桑拿体验不仅让同学们感受到了独特的异域风情,更拉近了同学们之间的情感。

图11 小桑拿屋


背景简介

马库·库马拉,欧洲科学院院士,芬兰科学和人文院院士,中国科学院外籍院士,赫尔辛基大学大气与地球系统研究所所长。他领导着大气科学卓越中心——从分子和生物过程到全球气候。库马拉先生是国际上公认的气溶胶成核理论奠基人及著名陆地生态系统气象学家,主要研究领域包括大气气溶胶成核和增长机理、气溶胶-大气簇团动力学、生物圈-气溶胶-云-气候相互作用等。先后发表950余篇SCI论文(其中《自然》17篇、《科学》16篇和《物理评论快报》7篇), 论文总引用数超过41500次。

自上个世纪90年代,库马拉教授与和赫尔辛基大学生物学科多位教授的合作,在芬兰南部森林建立一个地球系统过程超级站SMEARII,针对地表能量平衡、寒带森林生态系统、大气气溶胶及其物理化学过程等密切相关的各类参数进行长期连续观测,将该站发展成为全球公认的测量参数最齐、测量时间最长的“旗舰站”。

如今的SMEAR II站已经是一个地球系统综合观测站。该站位于赫尔辛基市北面Hyytiälä森林地区,是全球公认的测量物种最齐、技术最先进的观测站,测量参数超过2000个,被誉为大气与地球系统超级站。


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