中科院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室

中科院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室
1 实验室简介
寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室是中国科学院在西部唯一从事大气科学研究的实验室，是专门从事青藏高原和西北干旱区陆面过程、非均匀下垫面大气边界层和气候变化应用基础研究和社会公益性研究的科研机构。

寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室是随中国科学院在西部大气科学研究的发展变化中逐步形成并建立起来的，具有数十年的历史和深厚的研究基础。

早在1958年10月，中国科学院为加强祁连山地区人工增雨、人工融雪和人工消雹等方面的研究，设立了中国科学院地球物理研究所兰州地球物理研究室，并于次年成为兰州分所。

1962年2月成立中国科学院兰州地球物理研究所。

1973年3月，为了加强青藏高原气象学的研究，成立中国科学院兰州高原大气物理研究所。

1999年7月，中国科学院兰州高原大气物理研究所与兰州冰川冻土研究所、兰州沙漠研究所整合，成立中国科学院寒区旱区环境与工程研究所（以下简称“寒旱所”），2016年6月，中国科学院整合了寒旱所、兰州油气资源研究中心、兰州文献情报中心以及西北高原生物研究所、青海盐湖研究所，成立了中国科学院西北生态环境资源研究院（筹)(简称西北研究院）；在寒旱所与西北研究院中，原兰州高原大气物
理研究所的优势学科和科研力量整体上浓缩为高原大气物理研究室。

2006年12月在高原大气物理研究室的基础上成立了所级重点实验室“西部气候环境与灾害重点实验室”，以加强寒旱所在寒区旱区大气科学领域的快速发展。

2010年6月经中国科学院计划局批准成立中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室（筹），2010年12月正式批准运行。

几十年来，寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室（以下简称“陆-气实验室”）及其前身主要承担着我国西部地区经济建设和社会发展中与大气科学相关的关键性、基础性科研任务，以寒旱区陆面过程、非均匀下垫面大气边界层物理和高原与干旱气候动力学为主攻方向，在促进大气探测与遥感技术发展及强化大气科学与其它交叉学科的相关基础理论研究的同时，重点开展我国西部干旱气候环境的演化规律、形成原因、预测方法、适应对策，以及青藏高原陆面过程和气候变化及其对我国、东亚乃至全球气候影响的研究。

陆-气实验室依托于西北生态环境资源研究院，学术委员会主任为张人禾院士，实验室主任为高艳红研究员。

实验室自2014年至2018年五年来，累计承担国家及地方科研任务170项，发表论文474篇，其中SCI检索论文232篇，获得甘肃省自然科学一等奖1项，甘肃省科学技术进步一等奖1项、甘肃省技术发明奖二等奖1项，青海省科学技术奖励二等奖1项，四川省科技进步奖三等奖1项，甘肃省科技进步三等奖1项，中国气象学会大
气科学基础研究成果奖一等奖（省部级）1项。

陆-气实验室已形成一支科技领军人才、“百人计划”入选者为学术带头人、结构相对合理的高素质研究队伍，现有固定人员53人，其中科研人员42名，支撑岗位人员11名。

科研人员中，研究员10名，副研究员15名，博士研究生导师8名。

固定人员中，中国科学院“百人计划”入选者2名，国家自然科学基金优秀青年科学基金获得者2名。

陆-气实验室根据研究方向和人才结构特点，对实验室内部科研力量进行有机组合，按照实验室学科方向，设立3个科研团队，建立了2个技术服务平台、4个野外试验观测平台，为寒旱区陆气相互作用、非均匀下垫面边界层物理及高原与干旱气候动力学研究提供良好的科研平台。

2 历史沿革
寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室是随中国科学院在西部大气科学研究的发展变化中逐步形成并建立起来的，具有数十年的历史和深厚的研究基础。

早在1958年10月，中国科学院为加强祁连山地区人工增雨、人工融雪和人工消雹等方面的研究，设立了中国科学院地球物理研究所兰州地球物理研究室，并于次年成为兰州分所。

1962年2月成立中国科学院兰州地球物理研究所。

1973年3月，为了加强青藏高原气象学的研究，成立中国科学院兰州高原大气物理研究所。

1999年7月，中国科学院兰
州高原大气物理研究所与兰州冰川冻土研究所、兰州沙漠研究所整合，成立中国科学院寒区旱区环境与工程研究所（以下简称“寒旱所”），2016年6月，中国科学院整合了寒旱所、兰州油气资源研究中心、兰州文献情报中心以及西北高原生物研究所、青海盐湖研究所，成立了中国科学院西北生态环境资源研究院（筹)(简称西北研究院）；在寒旱所与西北研究院中，原兰州高原大气物理研究所的优势学科和科研力量整体上浓缩为高原大气物理研究室。

2006年12月在高原大气物理研究室的基础上成立了所级重点实验室“西部气候环境与灾害重点实验室”，以加强寒旱所在寒区旱区大气科学领域的快速发展。

2010年6月经中国科学院计划局批准成立中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室（筹），2010年12月正式批准运行。

3 现任领导
主任：高艳红研究员
中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室研究员，博士研究生导师。

2011年12月入选中科院“百人计划”，2013年获国家优秀青年基金资助.1995年7月毕业于成都气象学院气象系天气动力学专业，理学学士；2000年7月毕业于中国科学院寒区旱区环境与工程研究所气象学专业，理学硕士；2003年7月毕业于中国科学院寒区旱区环境与工程研究所大气物理与大气环境学专业，理学博士。

2009年5月-2011年10月美国华盛顿大学做博士后研究
副主任：余晔研究员
中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室研究员，博士研究生导师。

2005年11月入选中国科学院“百人计划”。

1996年7月毕业于兰州大学大气科学系大气物理与大气环境专业，理学学士；1999年11月毕业于中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，理学硕士；2004年7月毕业于英国伯明翰大学大气科学专业，理学博士。

2004年8月-2007年6月在英国赫特福德大学大气科学与探测研究中心作博士后研究。

4 机构设置
4.1 学术专家委员会
实验室实行学术委员会指导下的主任负责制。

实验室学术委员会受中国科学院聘任和委托，是实验室的学术评议审查机构。

实验室的学术委员会由20名国内外知名科学家组成。

学委会每年召开一次例会，以审定实验室的研究方向及研究规划，并根据学科最新进展，调整实验室学科发展方向；听取实验室主任的工作报告，审定实验室的年度报告；审定开放研究课题指南及课题管理办法，评审开放研究课题，并建议资助金额；参与评议或鉴定实验室研究成果；针对实验室研究和管理中的问题提出指导意见。

实验室外籍学委会成员一般至少两年参加一次学委会例会，并联合培养研究生。

学术委员会委员通过讲学、短期工作、派研究生等多种形式积极参加指导和支持实验室工作，实验室为其创造条件，提供方便。

学委会顾问：丑纪范，吴国雄，符淙斌，吕达仁，
王介民，钱正安, 吕世华, 文军
第二届学委会主任：张人禾教授
副主任：董文杰教授马耀明研究员
学委会委员（姓氏首字母排序）：
范广洲，傅云飞，高志球，高艳红，胡永云，黄建平，李栋梁，
刘晓东，罗勇马柱国，盛立芳，韦志刚，温之平，吴涧，杨崧，杨修群，张强
学委会秘书：孟宪红
4.2 野外站台
陆气实验室的支撑系统平凉陆面过程与灾害天气观测研究站、玛曲黄河源区气候与环境综合观测研究站、那曲高寒气候环境观测研究站、敦煌干旱区陆面过程观测试验站等野外观测平台是寒旱所野外台站的重要组成力量。

平凉陆面过程与灾害天气观测研究站：
中国科学院平凉陆面过程与灾害天气观测研究站（简称平凉站，英文名称Pingliang Land Surface Process & Severe Weather Research Station, Chinese Academy of Sciences)，原名“中国科学院平凉雷电与雹暴试验站”，位于甘肃省平凉市白庙塬，距平凉市8公里，站址在白庙乡贾洼村（106°41′E，35°34′N），海拔1630米，地处著名的六盘山东麓、泾河上游黄土高原塬区。

年平均降水量510mm, 属大陆性半干旱半湿润气候区，是东亚夏季风影响的边缘地带。

平凉站始建于1972年，2001年成为中国科学院特殊环境与灾害网络站。

是以黄土高原陆-气相互作用的过程及其与气候变化和灾害性天气发生发展之间的关系为主要观测、试验和研究对象的野外台站。

学科方向包括陆气相互作用和大气边界层、雷电物
理、雷达气象和人工影响天气。

通过开展黄土高原气候变化、灾害天气及区域可持续发展研究，探讨和解决黄土高原陆面过程、强对流天气及其相互影响和响应的科学问题，为解决黄土高原生态环境问题提供科技支撑。

若尔盖高原湿地生态系统研究站：
若尔盖高原湿地生态系统研究站（简称若尔盖站）位于甘肃省甘南藏族自治州玛曲县河曲马场，占地面积约7亩，站区海拔3434米，距离玛曲县城18公里（图1）。

若尔盖站是一个以典型高原湿地和草原为研究对象，在全球变化与人为扰动背景下，高原湿地和草原生态系统的演替与反馈为主要观测研究内容的野外综合观测研究站。

图1 若尔盖高原湿地生态系统研究站园区
若尔盖站前身为“黄河源区气候与环境综合观测研究站”。

2005年7月在对玛曲草原进行考察后，针对草原下垫面地表能力收支、湍流结构进行了短期观测，并在当年11月，建成了集近地层观测塔、涡动相关观测系统和土壤温湿度观测的综合观测场。

2008年1月经所务会批准，正式成立“黄河源区气候与环境综合观测研究站”，纳入研究所野外台站管理体系。

2009年7月开始园区基础设施建设，2010年8月完成生活区与实验室建设，并于2010年9月正式揭牌（图1.2）。

2012年5月经所务会研究决定将观测站更名为“若尔盖高原湿地生态系统研究站”。

那曲高寒气候环境观测研究站：
那曲高寒气候环境观测研究站是中国科学院寒区旱区环境与工程研究所在那曲地区建立的以观测和研究青藏高原能量水
分循环、高寒气候变化和大气环流异常为主要目的的综合性科研平台。

在国际合作项目、国家重点基础研究规划项目、国家自然科学基金项目和中国科学院知识创新项目等的共同支持下，那曲高寒气候环境观测研究站于1997年开始建设，并于2001年和2006年进行了两次扩建，2009年4月经中国科学院寒区旱区环境与工程研究所同意，在位于青藏高原那曲县的罗玛镇（位置31°23′ N/91°54′ E，海拔4509米）正式挂牌成立。

形成了目前沿青藏公路/铁路沿线，覆盖昆仑山脉、唐古拉山脉和冈底斯—念青唐古拉山脉之间广阔的可可西里多年冻土区和羌塘草原季节性冻土区，观测点涵盖高寒荒漠、高寒草甸、高寒草原和高寒湿地等藏北高原典型下垫面类型。

那曲站占地面积12.2亩，建有439平方米的办公、生活、实验和观测用房，临时租用了7块800平方米的观测用场地。

并形成了1支由6名创新研究人员和3名技术支撑和辅助人员组成的固定团队及1支由国内外相关单位长期合作学者和本所研究生组成的流动人员队伍。

敦煌干旱区陆面过程实验站：
该站位于甘肃省河西走廊敦煌市双墩子地区（40°10′N，94°31′E，海拔1150m），有20 m气象塔一座，观测4层温度、湿度、风速、风向，1层气压；辐射平衡观测系统一套，观测地表总辐射、反射辐射、长波辐射和大气逆辐射；土壤观测系统一套，观测地表土壤温度、4层土壤温度和土壤湿度、土壤热通量
等。

该站从2000年5月开始正式观测，积累了近10年的观测资料。

目前，在973项目、国家自然基金重点项目和中科院知识创新工程项目的支持下，正开展更为详细和全面的观测试验。

利用该站资料，科研人员已经获得多项创新的科研成果。

4.3 仪器中心
在野外观测台站的基础上，与相关气象仪器研发公司和检测标定中心合作，建立可以对各种气象仪器设备进行室内检测标定与观测系统开发的技术平台和野外观测人员进行培训的实践平台，为野外观测试验提供技术支撑和培训服务。

4.4 数据处理与数值模拟中心
以大型计算机为平台，引进国际先进的数值模式，建立国际先进的数值模式模拟体系，为研究人员提供各个学科领域的数值模拟工具。

通过电信网络技术实现数据中心与3个野外台站实时数据传输和监控，建立数据处理中心平台，为科研人员提供各种数据资料。

5 研究方向
陆-气实验室以寒旱区陆面过程、非均匀下垫面大气边界层物理和高原与干旱气候动力学为主要学科方向，立足青藏高原和西北干旱区，解决全球变化背景下西部大开发中面临的与大气科学
相关的科学问题，开展野外观测试验，发展和完善寒旱区陆面过程的理论和模式，进而探讨我国西部气候变化的规律、成因以及预测方法。

具体研究方向如下：
1）寒旱区陆面过程
利用我国寒旱区的观测研究平台和气象台站的观测资料，以野外观测试验为主要手段，研究提高涡动相关和其它先进的湍流通量观测资料的精度和代表性，结合卫星遥感技术、数值模拟等方法，揭示不同下垫面陆-气间的动量、能量和物质传输过程，发展适合寒旱区的陆面过程参数化方案和陆面过程模式。

2）非均匀下垫面大气边界层物理
针对我国寒旱区特殊的下垫面状况，开展大型综合野外观测试验，研究寒旱区非均匀下垫面大气湍流特征和大气边界层结构；以非平衡态线性热力学理论为基础，研究湖泊、湿地、绿洲、城市、农田及戈壁（沙漠）的大气边界层特征，揭示寒旱区非均匀下垫面大气边界层的形成和演变规律，丰富非均匀下垫面大气边界层的理论。

3）高原与干旱气候动力学
利用观测资料、再分析资料和数值模拟等手段，分析寒旱区地表特征对气候变化的影响；从地球系统相互作用的角度研究高原与东亚地区年际和年代际尺度上的气候变化特征；通过地-气耦合预测方法、多因子组合动力集成预测方法的研究，完善气候综合集成预测系统。

6 研究队伍
陆-气实验室拥有一支高素质的科研和支撑队伍，其中包括以甘肃省科技领军人才、中国科学院“百人计划”入选者为主的学科带头人、充满活力的中青年科技骨干和一批精干稳定的技术人员。

整个队伍的年龄与知识结构合理，人员团结协作，具有良好的科研道德和科学精神。

目前，陆-气实验室现有固定人员53人，其中科研人员42名，支撑岗位人员11名。

科研人员中，研究员10名，副研究员15名，博士研究生导师8名。

固定人员中，中国科学院“百人计划”入选者2名，国家自然科学基金优秀青年科学基金获得者2名。

7 战略定位
陆-气实验室主要从事与国家经济建设和社会发展中有关气候变化的基础性、战略性和应用性研究，重点探讨和解决在全球变化背景下寒区旱区陆面过程对气候变化的影响和响应。

实验室以大气边界层物理学和气候动力学为学科方向，加强学科交叉，强化大气圈与其它圈层相互作用及其对气候变化的影响等研究和应用；加强我国高原和干旱气候变化的形成原因、预测方法和适应对策的研究。

实验室服务于我国西部经济建设和社会可持续发展中的关键性、基础性重大科学需求，服务于国家大气科学及相关领域的人才需求，服务于国家西部气候变化监测与研究平台
建设。

实验室定位于国内大气科学领域具有不可替代的优势地位、在国际学术界有重要影响的研究组织。

8 中长期发展规划
实验室中长期发展规划的方针是深耕基础学科，发展优势领域，探索前沿方向。

深耕基础学科就是要以高原及周边陆-气相互作用、大气边界层物理学、气候动力学为主学科，以青藏高原和西北干旱区为主要研究地区，注重学科交叉，形成有地域特色的、点面结合的优化学科结构。

发展优势领域就是要以几十年来凝聚成的三大研究方向：青藏高原能量与水分循环和气候变化、西北干旱区陆-气相互作用和非均匀下垫面条件下的大气边界层物理为优先及重点攻关对象，力求取得重要理论和应用实践的突破性成果。

探索前沿方向就是要加强卫星遥感资料在寒旱区陆面过程和气候变化研究中的应用，加强统计-动力相结合的气候预测理论和方法的研究。