问题——大气污染与温室气体的形成、输送和演变具有显著的垂直结构特征,仅依靠地面站点难以完整刻画边界层到高空的梯度变化;同时,机载、星载和地基多源探测装备的研发与标定需要稳定、可重复、长期连续的“标准场”;鉴于此,建设具备高塔观测能力的大科学装置,成为提升大气环境治理与气候研究能力的迫切需求。 原因——我国正加快推进生态文明建设与“双碳”目标落地,区域复合污染治理、温室气体监测核算、极端天气风险应对等任务对高精度立体观测提出更高要求。合肥综合性国家科学中心集聚科研机构与重大平台,具备工程组织、技术攻关和成果转化的综合条件。由中国科学院与合肥综合性国家科学中心共同支持、中国科学院合肥物质科学研究院组织建设的“庐州塔”,以410米高度布局观测能力,正是面向国家战略需求与科技前沿的系统性部署。 影响——本次主塔钢结构首吊,标志着工程从基础施工转入主体安装关键阶段,为后续平台布设、仪器安装与系统联调奠定基础。作为拉线式(桅杆)塔,结构受力更复杂、精度控制更严格。项目团队介绍,塔顶垂直度偏差需控制在13厘米以内,首节安装必须实现近乎“零误差”对准。为确保安全与稳定,工程地基深入地下30米以上。按规划,塔内将配置23个固定观测试验平台和1个连续升降观测实验舱,可在不同高度实现污染物、温室气体与气象要素的连续取样与同步监测。该塔建成后,有望刷新亚洲同类设施高度纪录,并在综合观测能力上达到国际领先水平,为研究大气污染立体分布、传输通量与演变机制提供高质量数据支撑。 对策——围绕“建得起、立得稳、测得准、用得好”,工程建设需在质量、安全、进度与科研需求之间形成闭环管理:一是强化全过程精度管控,针对拉线塔特性建立多源测量与实时校核机制,确保关键节点一次到位;二是严守安全底线,吊装、拉索张拉、平台施工等高风险工序实施分级管控与应急预案演练;三是坚持科研牵引,提前统筹观测指标体系、数据标准与运行维护方案,推动与地基站网、雷达探测、机载外场试验及卫星遥感数据的协同应用;四是面向产业化需求搭建验证平台,形成从原理样机、工程样机到示范应用的测试链条,降低国产高端探测装备研发与推广成本。 前景——随着主体结构安装推进,“庐州塔”将逐步进入观测系统集成与试运行阶段。预计其长期连续观测能力将提升区域大气环境“看得见、算得清、预报准”的水平,为精细化治理、重污染过程溯源、温室气体监测核算与极端天气预警提供更坚实的数据底座。同时,依托合肥大科学装置集群效应,未来有望吸引更多跨学科团队在此开展大气化学、边界层物理、碳循环与环境遥感等协同研究,推动观测数据向模型、算法与装备的系统性转化,带动涉及的高端仪器与服务业态发展。
大科学装置是国家科技实力的重要体现;“庐州塔”从蓝图变为现实,不仅展现了我国在大气科学领域的战略布局,更凸显了以科技创新支撑生态保护的决心。随着这座亚洲最高观测塔的建成,长三角地区将崛起一座大气科学研究高地,为守护蓝天白云贡献科技力量。