中國大氣本底基準(zhǔn)觀象臺(tái)（簡稱本底臺(tái)或CGAWBO）的建設(shè)是根據(jù)《聯(lián)合國氣候變化框架公約》，由中國政府與世界氣象組織（WMO）和環(huán)境基金（GEF）合作開展的對(duì)全球尺度大氣本底污染濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的國際合作項(xiàng)目。
本底臺(tái)嚴(yán)格按世界氣象組織有關(guān)大氣本底監(jiān)測(cè)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，在全球基準(zhǔn)大氣本底條件下開展包括溫室氣體、大氣臭氧、氣溶膠、太陽輻射、氣象和邊界層氣象、降水化學(xué)等多個(gè)方面的觀測(cè)。她將向世界提供亞洲內(nèi)陸大氣本底基準(zhǔn)基本狀況的系統(tǒng)觀測(cè)資料，是世界氣象組織全球大氣監(jiān)測(cè)計(jì)劃的重要組成部分，是建在亞洲大陸腹地的全球第一個(gè)大陸型的基準(zhǔn)觀象臺(tái)，將對(duì)未來大氣成份的變化起著早期預(yù)警、監(jiān)視作用，將長期、穩(wěn)定、連續(xù)地獲取全球基準(zhǔn)大氣本底監(jiān)測(cè)資料，為研究、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)大氣成份變化進(jìn)而研究對(duì)氣候變化影響提供科學(xué)依據(jù)。
她的建設(shè)和今后的發(fā)展受到了國內(nèi)、外大氣科技界的極大重視和關(guān)注。她是我國具有全球代表性的大氣本底監(jiān)測(cè)臺(tái)，經(jīng)不斷完善、發(fā)展和提高，成為一個(gè)對(duì)國內(nèi)、外大氣環(huán)境科技工作者開放的大氣本底基準(zhǔn)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室，成為具有先進(jìn)水平和技術(shù)裝備的、世界一流的，也是到目前為止，全球唯一的大陸性大氣本底基準(zhǔn)監(jiān)測(cè)站，其所獲取的特種資料和各項(xiàng)科研成果對(duì)全球來講，具有不可替代的重要作用。
一、組織結(jié)構(gòu)
本底臺(tái)的人員受青海省氣象局管理，業(yè)務(wù)工作由青海省氣象局、中國氣象局監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)司及中國氣象科學(xué)研究院管理和指導(dǎo)。具體隸屬關(guān)系見如下結(jié)構(gòu)圖。
二、基地概況業(yè)務(wù)基地位于青海省海南州共和縣境內(nèi)的瓦里關(guān)山。地處青藏高原東北坡，瓦里關(guān)山為東北─西南走向的孤立山體，南北長21公里，東西寬約7公里。站址位于該山的最高點(diǎn)附近，海拔3816米。東經(jīng)100°54′，北緯36°17′。瓦里關(guān)山東距省會(huì)西寧市150公里，直線距離約90公里；西距共和縣城50公里，直線距離23公里；南距黃河上游最大的龍羊峽水電站17公里；北距聞名遐邇的青海湖40公里。
業(yè)務(wù)樓
瓦里關(guān)山及周圍廣大地區(qū)屬于干旱、半干旱荒漠草原及沙洲，平均年降水量370mm，主要集中在5-9月。年平均氣溫零下0.9℃，年極端最高氣溫28.3℃，年極端最低氣溫零下23.3℃，冬寒夏涼，溫差較大。光照充足，日射強(qiáng)烈，冬春季節(jié)多偏西大風(fēng)。
基地業(yè)務(wù)樓建筑面積510平方米，從外觀看，是一棟兩層樓房，按功能可分為工作和生活區(qū)。生活區(qū)主要是指山上值班人員和來臺(tái)工作的國內(nèi)外專家的活動(dòng)場(chǎng)所。由臥室、廚房、餐廳、衛(wèi)生間、盥洗室、淋浴室、地下倉庫等組成。臥室共有五間單人房間，并備有臨時(shí)床鋪，最多可供20余人住宿。餐廳配備現(xiàn)代化的生活廚具，冰箱、烤箱、微波爐等等一應(yīng)俱全。另有地面衛(wèi)星接收站，可接收數(shù)十套各類電視節(jié)目。為確保正常的工作和生活用電，瓦里關(guān)山采用三路供電，一路為常規(guī)用電，來自共和縣；一路為本底臺(tái)架設(shè)的龍羊峽電廠至瓦里關(guān)山的專線，容量各為250KV/A；另外還有一路自備的20KV/A的柴油發(fā)電機(jī)。
水的供應(yīng)由專車不定期從50公里外的水源向山上拉送，山上建有一座蓄水池，由水泵傳送至水塔形成自來水。下水系統(tǒng)由管道送至50米外封閉的自排式污水池。為確保上山的自然環(huán)境不被人為破壞，生活區(qū)有兩條排煙、排氣管道，始終排向下風(fēng)方，所有固體生活垃圾也由專車?yán)錾酵狻?/SPAN>
對(duì)外通訊有多種方式，目前使用的是“有、無線設(shè)備”，可連接共和縣市話、省內(nèi)外長途。計(jì)劃中要安裝小型地面“VAST”系統(tǒng)，用于傳輸資料數(shù)據(jù)。還考慮安裝傳真機(jī)和連接INTERNET網(wǎng)。
三、業(yè)務(wù)工作簡介
1、臭氧光譜儀（BREWER）監(jiān)測(cè)
Brewer全自動(dòng)臭氧光譜儀是根據(jù)中加雙邊大氣科學(xué)合作計(jì)劃由加拿大大氣環(huán)境局援助提供。該儀器由加拿大Sci-Tech公司制造生產(chǎn)，用于測(cè)量O3、SO2和UVB；整個(gè)儀器由Brewer光譜儀、控制計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和控制軟件四部分組成；光譜儀系統(tǒng)由前置光學(xué)系統(tǒng)、光譜分光儀、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和光電倍增管等組成；整個(gè)儀器的電路系統(tǒng)由主電源板、次電源板、微處理器、輸出輸入接口板、光子計(jì)數(shù)器板、時(shí)鐘日歷板、A/D板和脈沖放大器板等部分組成。
2、RGA3-CO還原法氣相色譜監(jiān)測(cè)
1997年10月本底臺(tái)安裝了氣相色譜-汞置換法大氣一氧化碳連續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用的檢測(cè)方法是目前世界上對(duì)清潔地區(qū)CO濃度檢測(cè)的最理想的方法，使用雙柱分離和反吹技術(shù)，加上檢測(cè)方法的高度選擇性，整個(gè)分析過程快速而簡便。本系統(tǒng)的高靈敏度、高精度和操作維護(hù)的簡便性在過去的CO測(cè)量方法是無法比擬的，本系統(tǒng)還可以用于低濃度CO標(biāo)準(zhǔn)氣標(biāo)定，大氣中其它還原性微量氣體（如H2）的監(jiān)測(cè)，檢測(cè)限均達(dá)ppb級(jí)。
3、FLASK空氣采樣
美國國家海洋大氣局（NOAA）/氣候分析與診斷實(shí)驗(yàn)室（CMDL）的全球空氣樣品測(cè)量站網(wǎng)至今已有包括美國、日本、加拿大、中國等國家的四十多個(gè)地區(qū)站點(diǎn)，作為全球空氣樣品測(cè)量站點(diǎn)之一的本底臺(tái)，自1991年起即開始用MAKS采樣器對(duì)瓦里關(guān)山現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際大氣進(jìn)行采集，采集到的空氣樣品被送到NOAA/CMDL進(jìn)行一氧化碳、二氧化碳、甲烷及碳同位素等的測(cè)量。
4、甲烷 /二氧化碳?xì)庀嗌V法監(jiān)測(cè)
對(duì)大氣二氧化碳和甲烷進(jìn)行本底監(jiān)測(cè)的氣相色譜法是眾多監(jiān)測(cè)方法之一。本系統(tǒng)是由ＷＭＯ提供資助，加拿大大氣環(huán)境局二氧化碳實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)，在加拿大經(jīng)五個(gè)月的安裝和調(diào)試后完成，1994年7月運(yùn)抵瓦里關(guān)。這套氣相色譜HP 5890II型系統(tǒng)現(xiàn)已安裝在中國大氣本底基準(zhǔn)觀象臺(tái)進(jìn)行二氧化碳和甲烷兩種氣體成份的本底濃底的連續(xù)測(cè)量。
5、Li-Cor非色散紅外二氧化碳監(jiān)測(cè)
自從19991年5月，作為目前地球上唯一的一個(gè)高原大陸本底站（本底臺(tái)）開始使用Siemens公司的NDIR二氧化碳分析儀連續(xù)測(cè)量大氣中的CO2本底濃度，已獲得初步的觀測(cè)結(jié)果和規(guī)律，其本底濃度和變化特征與美國MLO大氣本底觀測(cè)站的觀測(cè)結(jié)果相當(dāng)一致。為了保證將來瓦里關(guān)山的現(xiàn)場(chǎng)CO2觀測(cè)資料的可靠性和國際可比性。1993年3月~19994年4月，在聯(lián)合國全球環(huán)境基金項(xiàng)目的支持下，在NOAA/CMDL組裝并調(diào)試完成了包括系統(tǒng)和工作標(biāo)準(zhǔn)氣的標(biāo)定、目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)氣的質(zhì)量監(jiān)控以及數(shù)據(jù)獲取和處理的高質(zhì)量的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。于1994年11月8 日，在瓦里關(guān)本底臺(tái)正式投入運(yùn)行。
6、UV-B紫外輻射監(jiān)測(cè)
太陽紫外輻射的作用與輻射強(qiáng)度、暴露時(shí)間、輻射的性質(zhì)等有關(guān)。一般將紫外總輻射按波長分為紫外A（320-400nm）、紫外B（280-320nm）、紫外C（<280nm）。到達(dá)地面的太陽紫外總輻射與大氣中的臭氧總量、地球上的位置、一年中的不同時(shí)段、大氣氣溶膠、云、地表反照率等許多因子有關(guān)。本底臺(tái)使用的UVB-1型儀器設(shè)備，是由美國Yankee環(huán)境公司研制的。該設(shè)備進(jìn)行UV-B的Erythemal輻射劑量及輻射通量（Irradaince）的測(cè)量，可為研究UV-B長期變化提供有效的數(shù)據(jù)資料。
7、地面臭氧監(jiān)測(cè)
瓦里關(guān)本底臺(tái)的地面臭氧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是由全球環(huán)境基金資助，由加拿大大氣環(huán)境局專家協(xié)助建立。該系統(tǒng)包括兩臺(tái)TECO 49型（美國Thermo Environment Ins.）紫外吸收式臭氧分析儀（TECO #1 S/N47307和TECO #2 S/N 47318）、一臺(tái)49PS（美國Thermo Environment Ins.）紫外吸收式臭氧標(biāo)定儀和配套的零氣發(fā)生器，其中49PS型紫外吸收式臭氧標(biāo)定儀作為測(cè)站的工作標(biāo)準(zhǔn)儀器。
8、高壓制備標(biāo)準(zhǔn)氣
在許多大氣監(jiān)測(cè)和研究中，與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣比對(duì)而得出未知樣品濃度的方法，已被廣泛地使用。如監(jiān)測(cè)大氣CO2的非色散紅外氣體分析系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)大氣CH4、CO2、CO、CFCs的氣相色譜系統(tǒng)等，都是用這種方法進(jìn)行測(cè)量的。最初，是使用CO2-N2的混合氣體作為標(biāo)準(zhǔn)氣；后來，由于非色散紅外氣體分析儀對(duì)載氣中CO2的響應(yīng)值具有獨(dú)立性，CO2、AIR（空氣）的混合氣也作為紅外氣體分析系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)氣而被廣泛使用。瓦里關(guān)本底臺(tái)監(jiān)測(cè)CO2、CH4本底濃度的非色散紅外氣體分析系統(tǒng)和氣相色譜系統(tǒng)，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)均要用標(biāo)準(zhǔn)氣對(duì)測(cè)量單元進(jìn)行特定時(shí)間的沖洗，再加上日常監(jiān)測(cè)中標(biāo)準(zhǔn)氣的使用，因而，標(biāo)準(zhǔn)氣的消耗是不可避免的；其次，由于測(cè)量大氣成分本底濃度的變化，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣的精度要求很高，若購買高精度的標(biāo)準(zhǔn)氣，其經(jīng)濟(jì)費(fèi)用是相當(dāng)客觀的。CO2標(biāo)準(zhǔn)氣高壓制備系統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)了瓦里關(guān)本底臺(tái)所需標(biāo)準(zhǔn)氣的自給，同時(shí)也給制備“歷史大氣”（即先行制備、保存等以后再進(jìn)行大氣成分測(cè)量分析的實(shí)際大氣）提供了保障。
9、光學(xué)厚度技術(shù)
大氣氣溶膠是懸浮在大氣中的各種固態(tài)和液態(tài)的粒子，其半徑大約為0.1～10 。大氣氣溶膠對(duì)太陽輻射的散射、吸收作用直接影響地球大氣的輻射平衡，還通過成云作用及非均相化學(xué)反應(yīng)參與大氣中的各種化學(xué)過程影響其他溫室氣體成分的源匯，對(duì)全球氣候變化有著重要的意義。大氣光學(xué)厚度（或大氣渾濁度）的測(cè)量反映氣溶膠粒子對(duì)太陽輻射的消光作用，世界氣象組織的全球大氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)（WMO-GAW）將大氣氣溶膠光學(xué)厚度（有時(shí)也稱為大氣渾濁度）觀測(cè)作為其基本觀測(cè)項(xiàng)目，目的就是要對(duì)全球大氣本底氣溶膠的情況和變化趨勢(shì)進(jìn)行長期監(jiān)測(cè)，研究大氣氣溶膠對(duì)全球及局地氣候變化的影響。
10、黑碳?xì)馊苣z
1994年7月安裝的大氣黑碳?xì)馊苣z觀測(cè)系統(tǒng)包括兩套觀測(cè)儀器，其中一臺(tái)由全球環(huán)境基金援助提供，另一套由加拿大大氣環(huán)境局援助提供，兩套儀器系統(tǒng)都是在加拿大大氣環(huán)境局專家的協(xié)助下建立的。兩套儀器分別由灰度儀、采樣泵、進(jìn)氣管線、控制計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)采集存貯器構(gòu)成，兩臺(tái)灰度儀都為美國加州瑪基科學(xué)公司產(chǎn)品，型號(hào)為AE-10和AE-9，均裝有質(zhì)量流量計(jì)以保證流量準(zhǔn)確。
11、降水化學(xué)
大氣中經(jīng)常存在著塵埃等固態(tài)和氣態(tài)的懸浮微粒，這些微粒有些來自自然界，有些卻是人類活動(dòng)所產(chǎn)生的，如人類活動(dòng)、燃燒燃料、工業(yè)生產(chǎn)、森林大火等都會(huì)向大氣中排放大量的微粒物質(zhì)，這些微粒物中，有些由于重力作用沉降到地面，而有些則可在大氣中通過物理和化學(xué)作用，作為凝結(jié)核，溶于云水或雨水中以濕沉降(雨、雪)形式回到地面，其中濕沉降占總沉降通量的30%-80%。瓦里關(guān)本底臺(tái)于1993年11月開始進(jìn)行降水樣品的收集,并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行降水pH值和電導(dǎo)率的測(cè)定。
12、太陽輻射監(jiān)測(cè)
瓦里關(guān)本底臺(tái)的輻射觀測(cè)儀器是由全球環(huán)境基金項(xiàng)目援助提供，由美國海洋大氣局氣候監(jiān)測(cè)診斷實(shí)驗(yàn)室?guī)椭⒌?，?/SPAN>1994年9月4日在瓦里關(guān)山觀測(cè)基地完成了儀器安裝，正式開始太陽直接輻射、總輻射、散射輻射和紅外輻射觀測(cè)。該系統(tǒng)包括美國EPPLEY公司生產(chǎn)的PSP型總輻射表（WG7濾光玻璃）、散射輻射表（WG7濾光玻璃加手動(dòng)調(diào)節(jié)的遮光帶）和紅外輻射表（RG8濾光玻璃）。
13、氣象要素觀測(cè)
瓦里關(guān)本底臺(tái)的氣象觀測(cè)有三套系統(tǒng)。
（1）、一般氣候觀測(cè)。觀測(cè)要素有：風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、濕度、氣壓、降水、云、能、天。
（2）、地面自動(dòng)氣象觀測(cè)。觀測(cè)要素：氣溫、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速。
（3）、邊界層氣象要素觀測(cè)。分五層進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)，各層分別離地面2.3、10、20、40、80米。儀器設(shè)備安裝在高度為89米鐵塔上。各層觀測(cè)要素為：
2.3米-氣溫、濕度、氣壓；
10.0米-氣溫、風(fēng)向、風(fēng)速；
20.0米-氣溫、風(fēng)向、風(fēng)速；
40.0米-氣溫、風(fēng)向、風(fēng)速；
80.0米-氣溫、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、垂直風(fēng)速。
