▲冰凍圈科學國家重點實驗室科研人員在新疆阿勒泰木斯島冰川科考

▲冰凍圈科學國家重點實驗室科研人員在野外采樣

冰凍圈科學從名字上看，貌似是個偏門學科。但事實上，它可一點都不“冷”。近年來，在全球變暖背景下，冰凍圈科學相關研究受到前所未有的重視，成為氣候系統研究中最活躍的領域之一，也是當前全球變化和可持續發展最關注的熱點之一。

我國是地球上中低緯度地區冰凍圈最發育的國家，廣泛分布的冰川、凍土和積雪不僅有重要的氣候效應，還是維系干旱區綠洲經濟發展和寒區生態系統穩定的重要保障。近日，經濟日報記者來到位于甘肅蘭州市的中科院西北生態環境資源研究院，走進冰凍圈科學國家重點實驗室，探秘冰凍圈科學的研究與應用。

建設完整的學科體系

實驗室完善了中國冰凍圈監測網絡建設，在國際上率先提出了完整的冰凍圈科學研究體系

冰凍圈科學國家重點實驗室是國際上第一個以“冰凍圈科學”命名的實驗室，在國際上率先提出了完整的冰凍圈科學研究體系。

究竟什么是冰凍圈？“顧名思義，冰凍圈就是指地球表層水以固態形式存在的圈層，包括冰川、凍土、積雪、海冰、河冰、湖冰等等。”冰凍圈科學國家重點實驗室主任康世昌告訴記者，作為一門新興學科，冰凍圈科學研究其各組成部分的形成機理、演化規律、與其他圈層之間的相互作用，以及對經濟社會的影響，“很多人沒聽說過冰凍圈，但都知道大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈，冰凍圈與這些圈層共同組成了氣候系統五大圈層”。

冰凍圈科學國家重點實驗室前身為始建于1991年的中科院冰川凍土研究所的冰芯實驗室，其開創者是曾參加國際徒步橫穿南極大陸科學考察的中科院院士秦大河，2007年成為國家重點實驗室。發展至今，實驗室研究方向也由最初的冰芯記錄擴大到冰凍圈過程研究、冰凍圈環境記錄研究、冰凍圈與氣候模擬、冰凍圈與水資源、冰凍圈與寒區生態以及冰凍圈變化的影響、適應與對策綜合評估等。

記者了解到，我國冰凍圈研究經歷了從分支學科（冰川、凍土、積雪等）獨立發展歷程到側重于冰凍圈記錄研究，再到冰凍圈科學研究真正向體系化方向邁進，如今已形成一個完整的學科體系。本世紀初，中國科學家首先提出“冰凍圈科學”概念，將自然科學和可持續發展聯系到一起。

冰凍圈科學國家重點實驗室是國內該領域研究的領頭羊，并在國際上享有盛譽。該實驗室在冰凍圈與氣候系統圈層相互作用的交叉領域構成冰凍圈科學新的發展方向，即冰凍圈變化的氣候效應、水資源效應、生態效應、環境效應以及經濟社會適應機理。

“實驗室提出冰凍圈科學樹，是對國際上冰凍圈科學研究的進一步提升，具有清晰而完善的學科內涵與外延。”冰凍圈科學國家重點實驗室副主任王飛騰表示，依靠專業的科研隊伍，實驗室完善了中國冰凍圈監測網絡建設，使我國西部冰凍圈觀測向多圈層相互作用的方向發展，體現了氣候系統的現代科學理念。

著眼前沿的全球視野

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實驗室科研人員通過研究冰凍圈災害發生與防治的規律，為政府相關部門提供預警和對策

前不久，國務院新聞辦公室發表《中國的北極政策》白皮書，細心的王飛騰將其中涉及冰凍圈科學研究的內容一一勾畫了出來，“這里面既有我們科研成果的體現，也是我們未來科研的重點方向”。

冰凍圈科學國家重點實驗室雖然設在甘肅蘭州市內的中科院西北生態環境資源研究院，但實驗室的科研視野一直是全球范圍內的。實驗室老中青三代科研工作者多次前往南極、北極進行科考，是我國極地冰川學最早的開拓機構，也是將南北極冰凍圈考察研究作為其核心科研任務的唯一國家重點實驗室。

記者了解到，由實驗室主導的中國西部冰凍圈觀測網絡是全球冰凍圈觀測要素最為全面、區域覆蓋度大、代表性突出的區域觀測體系，被全球冰凍圈觀測（GCW）計劃列為區域標準，作為參照站和超級站建設的示范。

隨著全球氣候變暖，冰川加劇消融和退縮，由此造成的冰川躍動、冰湖潰決等災害日益增多。對此，實驗室科研人員通過研究冰凍圈災害發生與防治的規律，為政府相關部門提供預警和對策。

位于吉爾吉斯斯坦境內的麥茲巴赫湖曾多次發生潰決，引發洪水災害，直接影響處于下游的我國新疆地區。實驗室研究員結合相關衛星數據監測該冰湖面積的變化，準確預測冰湖潰決的具體時間和來水量，在潰決的前5天做出預警，當地政府提前采取了應對洪水的措施，避免了人員傷亡和財產損失。

此外，實驗室還圍繞天山冰川、積雪對氣候變化影響等問題深入研究，預估了新疆不同地區冰川、積雪水資源的時空變化及其對水文、水資源的影響，為西北地區的水資源管理與高效利用、區域經濟社會可持續發展戰略規劃提供了重要的科學依據。

“我國獲得2022年冬奧會舉辦權后，在秦大河院士的帶領下，我們開始關注冬奧會雪務保障技術。”王飛騰告訴記者，實驗室目前有固定人員組成的團隊與相關單位一起在張家口工作，通過專業化的場地觀測試驗、系統化的積雪能量和物質變化模擬分析，建設集成化的賽場監測平臺。同時，結合氣象滾動預測，利用積雪物理模型，建立雪道質量監測與預報方法，為冬奧會提供保障技術和決策服務。

冰天雪地中的“黃埔軍校”

實驗室科研人員必須去冰天雪地采集第一手的數據，逐漸成為冰凍圈科學領域的高水平人才

2014年年初的一次遇險經歷讓王飛騰至今記憶猶新。那是在新疆吉木乃縣，王飛騰和同伴們登上木斯島冰川取樣，到了晚上，嚴重的“風吹雪”讓他們完全找不到來時的路，近乎絕望。“在等待救援的時候，饑寒交迫的我們擠在一起抱團取暖。”王飛騰說，他每年都有100多天在野外工作，這是距離死亡最近的一次，但那次經歷也讓他收獲不小，“此前對這片冰川的研究是空白的，那次通過研究采集到的雪冰化學樣品，我們準確測出冰川的厚度和長度，推算出其含水量，獲得第一手的研究資料”。

王飛騰的野外歷險經歷，實驗室的科研人員幾乎都曾遇到過。研究領域的特殊性決定了冰凍圈科學研究待在實驗室里很難出成果，必須要去人跡罕至的冰天雪地采集第一手的數據。

“48571條冰川，總面積51480平方公里”，這是2014年12月冰凍圈科學國家重點實驗室發布的我國現有冰川資源家底。這些看起來簡單的數據，是科研人員歷時8年對我國冰川分布現狀進行的一次系統更新。在此之前，2002年完成的《中國冰川目錄》，更是幾代冰凍圈科研工作者歷時20多年用腳步丈量出來的成果。

在過去一個時期內，冰凍圈科學國家重點實驗室就是這一學科的代名詞。如今，該實驗室已成為我國冰凍圈科學領域高水平科研人才的培養基地，被譽為中國冰凍圈科學研究的“黃埔軍校”。目前活躍在國內冰凍圈科學領域的中青年科學家，大多在實驗室學習或工作過。

艱苦的工作條件和相對較低的收入使得實驗室無法像東部地區那樣對人才具有吸引力，只能靠“事業留人”“感情留人”。為了避免人才流失，王飛騰希望國家加大對偏遠艱苦地區科研機構的投入，讓人才能夠更安心地留在科研一線。