瑪曲國家基本氣象站高級工程師李維紅介紹觀測到的風雲數據。
新甘肅·每日甘肅網記者王佔東 通訊員金滿慧
「甘南是黃河重要的水源涵養補給區和長江最長支流白龍江的發源地，這裡擁有天然草場232.6萬公頃，溼地53.44萬公頃，林地156.6萬公頃，白龍江、黃河、洮河、大夏河及其眾多支流縱橫全州，黃河幹流在瑪曲境內流經433公裡，補給了45%的水量，具有得天獨厚的『造血』和『輸血』功能……」
8月5日，由中國生態學學會、甘南州委、甘南州人民政府舉辦的第十屆生態文明臘子口論壇在合作市舉行。論壇上，今年7月剛剛出版的《生態甘南與綠色崛起》一書如是描述甘南的生態分量。
然而，作為黃河重要的水源涵養補給區，被譽為「地球之腎」、「天然蓄水池」的黃河首曲所在地——瑪曲，又是典型的氣候變化敏感區和生態環境脆弱區。如何逐步洞悉這一區域的氣候特徵及其變化規律，科學合理地開發和利用氣候資源，對保護其生態尤為重要，也是學界和社會關切的問題。
多年來，甘肅省氣象局、中國氣象局蘭州乾旱氣象研究所、瑪曲國家基本氣象站等單位在基於觀測、研究、試驗的基礎上，不斷探索黃河重要水源補給區（瑪曲）生態修復及保護技術，將開發空中雲水資源為瑪曲增加天然降水的人工影響技術攀登至海拔4000米左右的高原之上。
而位於甘南西南部瑪曲縣3471米處的瑪曲國家基本氣象站，無時無刻不在注視著空中的雲水資源，在理解風雲中為瑪曲黃河重要水源涵養補給區更好利用雲水資源提供氣象智慧。
在這裡，天與地的信息融合在一起。
開發雲水資源，要知風知雲又知雨
盛夏時節，在甘肅省海拔最高的國家一類艱苦氣象臺站——瑪曲國家基本氣象站內，已經在這裡值守23年的李維紅正在查看微波輻射計觀測的氣象資料。
走近李維紅，他對任何一項數據都充滿著認真乃至感情。因為這一系列數據背後都有著重要氣象和生態價值。
李維紅介紹觀測到的氣象數據
「這是全省唯一一臺微波輻射計。」李維紅說，「它能根據電磁波在空氣中的傳播連續觀測到大氣溫度、相對溼度、水汽以及液態水含量等。比如，可以掌握一定時間段一立方米大氣的含水量。這不論對短期預報還是為研究大氣邊界層的含水量分布情況以及氣候研究，都有非常重要的價值。」
氣象微波輻射計
「在瑪曲，微波輻射計觀測的水汽和其中液態含水量對降水過程和可降水潛力有明顯的指示意義，可用於人工增雨條件的識別，為人工增雨作業選擇更加重要的時機。」李維紅認為，這是這一設備對瑪曲更直接的價值，也是為黃河上遊利用雲水資源，保護生態提供氣象智慧的重要支撐之一。
在微波輻射計觀測平臺旁邊是邊界層風廓線雷達觀測平臺。李維紅介紹，該設備每6分鐘掃描一次50米至5000米高空的風速風向，對分析暴雨、強對流天氣、冰雹、大風等災害性天氣起著關鍵信息參考。
降水的形成要有充足的水汽，且水汽達到飽和與過飽和，即由大氣降溫而產生充足的凝結核。風的演變則直接決定了降水的強度、移動路徑和持續時間。而風廓線雷達提供的高時空解析度的觀測資料，可以很好地連續監測水平風的垂直切變及其發展的深度。
在氣象學上，雲和降水的形成、發展，除了受動力 、熱力條件外，其內部的微物理過程也起著重要作用。雲中微物理因素的微小變化都能影響雲的結構、降水等。所以對雲降水結構，特別是雲系中液態水的分布及其演變規律等的研究，對高空高解析度風的變化的掌握，為了解風、雲和降水的形成，提高預報準確率和人工影響天氣的科學性提供重要信息。
保護大生態要懂「天地」心
記者在現場看到，中國氣象局蘭州乾旱氣象研究所、甘肅省乾旱氣候變化與減災重點實驗室、中國氣象局乾旱氣候變化與減災重點開放實驗室聯合在瑪曲國家基本氣象站設立了青藏高原邊坡（黃河上遊水源涵養）區域大氣環境與溼地生態觀測與試驗基地。同時，這裡也是災害天氣國家重點實驗室瑪曲大氣科學聯合試驗基地。
蒸滲計
在微波輻射計、風廓線雷達中間的草地上，一片草地被一巨圓形石圈圍了起來，裡面草木茂盛，引起參觀者的好奇。
「千萬不要觸碰到裡面！」李維紅像保護寶貝一樣地呵護著這個大圓圈。他說，「這是蒸滲計。反映自然下墊面的土壤水分蒸發量，人若站上去就打破常規觀測記錄了！觀測資料對研究瑪曲植被生長、保護有重要價值。」
不僅如此。
在旁邊自動土壤水分觀測儀前，李維紅介紹，這裡實時探測地下1米的土壤水分，不僅知道土壤墒情，為瑪曲牧草生長提供氣象服務，其積累的氣候資料也為研究瑪曲草原植被發展有重要參考價值。
越過自動土壤水分觀測儀，李維紅帶記者走進農業氣象觀測場，這裡是觀測自然生長狀態下的牧草長勢。蹲在草叢裡，李維紅介紹，這裡有兩種牧草——垂穗披鹼草、早熟禾。今年雨水豐沛，這裡的牧草再現「風吹草低見牛羊」的美景。
「這就說明，只要沒有人為影響，瑪曲的牧草可以自然長得這樣好！這也給人們保護和建設更好的生態環境提供了堅定信心。」李維紅說。
談起瑪曲氣象站牧草觀測經歷，夏河縣氣象局觀測員、今年28歲的譚久亨說：「我在瑪曲氣象站工作了5年，每月1日、11日、21日我們都會到觀測場內進行牧草採樣，然後稱重、分析產量，之後發出旬預報，提出牧草生長趨勢和應對建議。」
瑪曲氣象站1966年建站，1967年1月正式業務運行，承擔氣候觀測和氣象要素的國際交換，為科學實驗、防災減災、經濟建設提供決策、公眾、專業氣象服務，為氣候變化研究、業務實驗提供高準確度、高可靠和穩定的觀測資料和產品。
瑪曲氣象站觀測設備
多年來，中國氣象局蘭州乾旱氣象研究所等單位依託瑪曲氣象站的觀測資料，發表了《瑪曲地區5～10月水汽通量及強降水水汽來源分析》《2001～2011年青藏高原東北邊坡地帶雲水資源分析》《甘肅省瑪曲縣人工增雨氣象條件分析塵模擬結果的影響》《一次層狀雲降水過程雲中液態水含量的演變特徵》《瑪曲一次強降水過程的風廓線演變特徵》等一系列論文。
突破近4000米地區人工增雨作業界限
在近4000米左右的高海拔地區探索人工增雨作業的方案，目前在世界上還是挑戰，也極為少見。
但是，中國氣象局蘭州乾旱氣象研究所等單位依託瑪曲氣象站的觀測資料，取得了多項開創性成果，為黃河重要水源補給區（瑪曲）空中水資源合理調控提供了重要技術支撐。
首先，系統研究揭示了黃河重要水源補給區（瑪曲）降水氣候背景、水汽來源及通道，給出了適宜人工增雨作業的天氣系統、雲系特徵及作業催化的部位、時機選擇的依據。
中國氣象局蘭州乾旱氣象研究所等單位對近50年來瑪曲及周邊地區氣象臺站常規資料研究發現，瑪曲地區年降水量的年際變化趨勢不明顯，但氣溫升高明顯，蒸發量增大，呈現暖幹化趨勢。首次研究、發現了瑪曲地區水汽來源及通道：低層水汽源地是西太平洋及南海地區，主要是沿西太平洋副熱帶高壓西側偏南氣流輸送到該地；中層水汽源地是印度洋及孟加拉灣，主要是通過印度季風及高原南支槽前西南氣流輸送到本地。探明了瑪曲地區不同等級降水多時間尺度的氣候特徵，以及層雲、對流雲的天氣背景。給出了適合人工增雨的雲況特徵以及天氣形勢，為人工增雨作業催化部位與時機選擇提供了重要參考。
瑪曲氣象站觀測設備
第二，首次建成了瑪曲降水資源調控集成業務應用系統，可為作業效果檢驗與評估提供客觀依據。
第三，首次建成了可供長久使用的「瑪曲空中雲水資源調控、指揮、人工增雨作業」觀測與試驗示範基地，為黃河重要水源補給區（瑪曲）空中水資源的合理調控提供了技術支撐。
在認真研究瑪曲地形、地貌、地表狀況等特徵的前提下，優化選擇曼日瑪、阿孜、瑪曲縣城為示範點，建成了布局合理的擁有基本氣象要素自動觀測、微波輻射計、風廓線雷達、波溫比測量儀、蒸滲計等特種觀測儀器的「空中雲水資源調控、指揮、人工增雨作業」觀測與試驗示範基地。形成了地面以火箭彈、燃燒爐相結合，空中飛機催化的立體式人工增雨作業技術體系。建立了瑪曲人工增雨作業效果評估體系，實現了能對人工增雨作業效果進行及時評估的功能。
傍晚時分的黃河第一彎，水天一色。
調控空中水資源，能使瑪曲年降水量增加10%以上
在一系列技術突破下，中國氣象局蘭州乾旱氣象研究所等單位通過人影試驗發現，利用飛機或地面對瑪曲空中水資源進行科學合理的調控，能使瑪曲地區的年降水量增加10%以上。
2011年，中國氣象局蘭州乾旱氣象研究所等單位在瑪曲利用有利時機開展了2次飛機增雨試驗，2012年開展了1次飛機增雨試驗和2次地面火箭增雨試驗。從近30年的瑪曲年均降水量571.6mm來看，2011年進行了飛機增雨試驗，年降水量達到637.6mm，比30年的年均降水量571.6mm增加了11.5%，比2010年沒有進行人工增雨的年降水量562.4mm增加了13.4%。到2012年1～10月，瑪曲降水量累計已達717.2mm，比30年年均降水量的571.6mm增加了25.5%，2012年進行3次增雨試驗的降水量又比2011年的2次增雨試驗的年降水量的637.6mm增加了12.5%。
瑪曲花草豐茂的山脈
中國氣象局蘭州乾旱氣象研究所有關專家介紹，通過2012年5月20日的一次有效地面火箭增雨試驗的瑪曲和沒有增雨作業的碌曲對比，地面火箭增雨後發現：瑪曲站降水量為13.9mm，碌曲為7.7mm。就這次地面產生的降雨量個例試驗來說，試驗區的瑪曲降水量比對比區碌曲的降水量增加了80.5%。
由此說明，應用建成的「瑪曲空中雲水資源調控、指揮、人工增雨作業」觀測與試驗示範基地的觀測分析，利用飛機或地面對瑪曲空中水資源進行科學合理的調控，能使瑪曲地區的年降水量增加10%以上，對保護瑪曲草地植被和黃河水源補給能力，增強高寒草甸和高寒沼澤溼地的水源涵養能力，起到重要促進作用，並進一步提升了整個區域高寒草地和黃河首曲沼澤溼地生態系統的生態功能。
2015年1月16日，甘肅省人民政府向中國氣象局蘭州乾旱氣象研究所及主要研究人員張強、李耀輝、孫旭映頒發了《黃河重要水源補給區（瑪曲）生態修復及保護技術集成研究與示範》甘肅省科學技術進步獎一等獎獲獎證書。
中國氣象局蘭州乾旱氣象研究所《黃河重要水源補給區（瑪曲）生態修復及保護技術集成研究與示範》獲甘肅省科學技術進步獎一等獎。這也與甘肅省人工影響天氣的基礎有很大關係。據介紹，與國內同類工作相比，甘肅省是我國最早（1958年）開展飛機人工增雨試驗的省份之一，60多年來甘肅省氣象部門在人工增雨作業方面有雄厚的技術儲備、豐富的經驗積累、成熟的作業與指揮管理。
甘南州人影辦副主任王天福介紹人工增雨火箭彈模型
瑪曲縣氣象局局長王世文介紹，多年來，瑪曲縣氣象局與青海省氣象局配合，展開三江源生態聯防聯動，為黃河上遊重要的水源涵養補給區開展飛機增雨作業提供氣象信息，促進黃河上遊雲水資源開發。
位於瑪曲縣阿萬倉的黃河溼地
為了讓黃河首曲更美，他們一直在路上
九曲黃河，首曲在瑪曲。
瑪曲是「若爾蓋——首曲溼地」的重要組成部分。以喬科曼日瑪為主體的溼地連片綿延，面積達562.5萬畝，被譽為「地球之腎」和「天然蓄水池」，是黃河上遊重要的水源補給區和調蓄區，素有「高原水塔」之稱。
但是，瑪曲也是典型的氣候變化敏感區和生態環境脆弱區。在落後的技術和生產條件下，人類只能適應氣候，本能地躲避氣象災害和利用氣候資源，隨著科學技術快速進步，人類逐步洞悉氣候特徵及其變化規律，能夠科學合理地開發和利用氣候資源。
53年來，瑪曲氣象站堅守在3471米的黃河上遊重要的水源涵養補給區，觀測的資料填補氣象界的多個空白，尤其對大氣邊界層的研究，為保護生態、應對氣候變化積累了重要氣象資料。
這期間是書寫了一代代高原氣象人發揚「缺氧不缺精神，艱苦不怕吃苦」的精神，為祖國氣象事業奮鬥拼搏的感人故事。
拍攝於1983年冬的瑪曲縣氣象站 （甘南州氣象局辦公室提供）
像李維紅，從踏入氣象事業，已經在瑪曲氣象站堅守了23年，也是站內唯一的高級工程師。2013年，他從事新聞工作的妻子因工作從蘭州調到南京，如今李維紅的家安在了南京，他每年只有利用休假的時間才得以與妻子、孩子團聚。
今年56歲的瑪曲氣象站原站長王天福回憶起自己22歲來到瑪曲氣象站時的情景說：「我是拽著馬尾巴渡過黃河來到瑪曲的！記憶最深的就是我們找牛糞作為過冬取暖的柴火……改革開放以來特別是黨的十八大以來，瑪曲氣象站發生了天翻地覆的變化。」
瑪曲氣象站老一代氣象工作者 （甘南州氣象局辦公室提供）
1991年出生的敦煌小夥兒譚久亨於2014年考入瑪曲氣象站，2019年4月被調到夏河縣氣象局從事綜合觀測和預報工作。
「我之所以選擇從事氣象工作，且把鍛鍊的第一個地方放在瑪曲氣象站，是受到爸爸的影響。我爸爸也曾經是瑪曲氣象站的一員，後來他又到甘肅另一個艱苦臺站——馬鬃山氣象站。我是從爸爸身上看到了那股精神和充實！」譚久亨說，「2014年，我爸爸親自送我到瑪曲氣象站，囑託我要到艱苦的地方去鍛鍊！今年4月，瑪曲氣象站的領導開著車送我到夏河，當車駛出了『黃河第一彎』的門時，當領導在夏河與我道別時，我內心非常不是滋味，無論對瑪曲氣象站還是領導都有了不舍的感情，瑪曲是我成長的地方，將影響我一生……」
如今的瑪曲縣氣象局
像李維紅、王天福那樣，像譚久亨和父親那樣，瑪曲氣象站的人們為了夢想一直在路上，以「手可摘星辰」的氣魄攬雲測幻、掬水弄清，在把握風雲開發雲水資源中，書寫著鮮活的大氣人生。
進入瑪曲縣城的開闊道路