車(chē)隊(duì)穿行在桑科大草原，成群的牦牛和藏羚羊漫步，一場(chǎng)突如其來(lái)的雷暴打破寧?kù)o——塔狀積雨云迅速集結(jié)。強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)在高原風(fēng)的推動(dòng)下轉(zhuǎn)眼籠罩車(chē)隊(duì)，電閃雷鳴，暴雨傾盆。僅十幾分鐘，車(chē)隊(duì)又駛?cè)胍黄缈铡?/span>

對(duì)于參與復(fù)旦大學(xué)《專(zhuān)業(yè)科研訓(xùn)練II》課程的師生們來(lái)說(shuō)，這高原第一天的“奇遇”是生動(dòng)的第一課，零距離感受到了高原強(qiáng)對(duì)流天氣的威力與變幻莫測(cè)。

這個(gè)暑期，在復(fù)旦大學(xué)大氣與海洋科學(xué)系周文教授及中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究所專(zhuān)家們的帶領(lǐng)下，來(lái)自復(fù)旦的7位本科生和2位研究生前往甘肅省瑪曲縣-四川省若爾蓋縣，開(kāi)展了一場(chǎng)融合大氣科學(xué)與高原生態(tài)的綜合野外考察。從長(zhǎng)江流域到黃土高原再到高寒濕地，同學(xué)們?cè)诘乩砼c生態(tài)的遞進(jìn)變遷間，收獲了直觀(guān)生動(dòng)的科學(xué)體驗(yàn)。

以大自然為無(wú)疆的課堂

啟程之初，大自然便為師生們“抽取”了精妙的盲盒。飛機(jī)從上海虹橋起飛，穿越華東典型梅雨帶，強(qiáng)烈顛簸和厚重云層包裹著萬(wàn)米高空。

起飛時(shí)穿過(guò)積雨云導(dǎo)致顛簸

只有舷窗外堡狀云團(tuán)隨機(jī)翼流轉(zhuǎn)，直至河南空域才撥云見(jiàn)日。平原、山嶺、黃土溝壑在眼下延展，幾小時(shí)航程濃縮出東西部氣候生態(tài)的巨大反差——課本里的抽象概念在現(xiàn)實(shí)中“活”了起來(lái)。

“我們希望通過(guò)科研訓(xùn)練尤其是野外實(shí)踐活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生將課本上的知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多維度的理解與思考?！敝芪慕榻B，這是《專(zhuān)業(yè)科研訓(xùn)練II》課程設(shè)計(jì)的重要出發(fā)點(diǎn)。

走進(jìn)自然，課堂的邊界被徹底打破。從蘭州一路向甘南進(jìn)發(fā)，周文不時(shí)引導(dǎo)同學(xué)們關(guān)注沿途的氣象特征，結(jié)合實(shí)地景觀(guān)講解各地的年均降水量、氣候類(lèi)型、季節(jié)變化以及人文背景等內(nèi)容。

學(xué)生拍攝的典型單體積雨云對(duì)流

遇上驟然而至的雷暴天氣，那更是“加課”的好時(shí)機(jī)。周文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況提問(wèn)：“這個(gè)地方本來(lái)降水很少，為什么我們會(huì)看到午后強(qiáng)對(duì)流現(xiàn)象的發(fā)生？”同學(xué)們立刻從多個(gè)角度展開(kāi)思考和交流。這樣沉浸式探究式的學(xué)習(xí)，讓大家在真實(shí)情境中運(yùn)用所學(xué)，體會(huì)氣象科學(xué)的復(fù)雜與魅力。

返程途中拍攝的莢狀云

大二的李昀澤同學(xué)在從四川若爾蓋縣的花湖生態(tài)觀(guān)測(cè)場(chǎng)返程途中，驚喜地發(fā)現(xiàn)了“莢狀云”——一種形似飛碟、常見(jiàn)于山地的云團(tuán)。這在平原地區(qū)極為少見(jiàn)，他第一時(shí)間拍照并分享到群里，引發(fā)了大家的熱烈討論。

“看到同學(xué)們充滿(mǎn)好奇心和求知欲，我感到非常欣慰?！敝芪恼f(shuō)，這樣的自發(fā)探索是實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo)之一，知識(shí)不再只是被動(dòng)接受的內(nèi)容，而是成為學(xué)生主動(dòng)觀(guān)察自然、思考問(wèn)題的鑰匙。

讀懂“把論文寫(xiě)在祖國(guó)大地上”

此次科考的核心行程，是深入若爾蓋高原濕地生態(tài)系統(tǒng)研究站，實(shí)地考察各個(gè)觀(guān)測(cè)站點(diǎn)，體驗(yàn)最真實(shí)的科研工作狀態(tài)。同學(xué)們驚喜地發(fā)現(xiàn)，梯度觀(guān)測(cè)塔、三維超聲風(fēng)速儀、紅外氣體分析儀等儀器，變得觸手可及。

科考首站瑪曲濕地生態(tài)觀(guān)測(cè)場(chǎng)站，位于黃河首曲之地，平均海拔約超過(guò)3400米，空氣中氧含量約為上海的三分之二，晝夜溫差近20攝氏度，讓同學(xué)們深切體會(huì)高原生活的艱辛。

“我們才短暫停留一兩天就如此不適，光是多走幾步就會(huì)氣喘吁吁，而科研人員能在這里長(zhǎng)期堅(jiān)守，令人敬佩！”大三的張濟(jì)霖同學(xué)說(shuō)。

若爾蓋高寒濕地觀(guān)測(cè)場(chǎng)

研究站住宿簡(jiǎn)陋，用水受限，食物種類(lèi)單一，科考隊(duì)員在駐地開(kāi)辟了小菜園自給自足。更困難的是科研工作本身，副站長(zhǎng)尚倫宇曾獨(dú)自完成十米高廓線(xiàn)觀(guān)測(cè)塔的架設(shè)工作，以測(cè)量氣象參數(shù)的垂直梯度變化。每一個(gè)溫、壓、濕數(shù)據(jù)背后，凝聚著科研人員的汗水與堅(jiān)持。

由于網(wǎng)絡(luò)覆蓋有限、電力供應(yīng)緊張，研究人員必須定期前往觀(guān)測(cè)站點(diǎn)，人工采集第一手?jǐn)?shù)據(jù)，并進(jìn)行設(shè)備維護(hù)。科考最后一日，隊(duì)伍來(lái)到四川若爾蓋縣的花湖生態(tài)觀(guān)測(cè)場(chǎng)。這里位于若爾蓋濕地，地勢(shì)低洼，常年積水成湖。從招待所到觀(guān)測(cè)站點(diǎn)需驅(qū)車(chē)十多公里，道路崎嶇不平，顛簸難行。

由于濕地會(huì)排放大量甲烷氣體，該站點(diǎn)特別增設(shè)了甲烷通量觀(guān)測(cè)系統(tǒng)，其中采用渦動(dòng)相關(guān)法采集的高頻數(shù)據(jù)必須人工拷貝。甲烷濃度通過(guò)紅外探頭檢測(cè)特征波長(zhǎng)的衰減來(lái)測(cè)定，測(cè)量過(guò)程極為靈敏，稍有誤差就會(huì)影響結(jié)果。因此，每次測(cè)量前，研究人員都需要對(duì)鏡頭進(jìn)行三次細(xì)致擦拭，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤。在實(shí)地考察中，原本抽象的數(shù)據(jù)變得有溫度、有重量。

放飛探空氣球

除了參觀(guān)學(xué)習(xí)，同學(xué)們還親身體驗(yàn)了科研實(shí)踐，在生態(tài)所老師的指導(dǎo)下共同完成氣象探空氣球的施放。巨大的白色氣球承載著精密的無(wú)線(xiàn)電探空儀，在高原傍晚的微風(fēng)中緩緩升空，開(kāi)始實(shí)時(shí)采集高空中的溫、壓、濕等大氣廓線(xiàn)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是深入分析高原大氣垂直結(jié)構(gòu)、邊界層演變乃至天氣系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。

“這次科考讓我體會(huì)到什么是‘把論文寫(xiě)在祖國(guó)大地上’。”李昀澤在實(shí)踐感悟中寫(xiě)道，“這些發(fā)表在頂級(jí)期刊上的研究成果背后，是科研人員扎根一線(xiàn)、在極端條件下對(duì)數(shù)據(jù)真實(shí)性和科研嚴(yán)謹(jǐn)性近乎苛刻的堅(jiān)守?！?/p>

跨學(xué)科的交融與實(shí)踐

“復(fù)旦人才培養(yǎng)的理念是寬口徑、厚基礎(chǔ)、重能力、求創(chuàng)新，此次課程也特別強(qiáng)調(diào)融合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?！敝芪慕榻B，本次科考不僅涵蓋了大氣科學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)，還包括土壤取樣、數(shù)草方格等生態(tài)學(xué)實(shí)踐，旨在提升跨學(xué)科思維與綜合實(shí)踐能力。

為研究太陽(yáng)能電站光伏板建造對(duì)周邊凍土環(huán)境的影響，研究站專(zhuān)家?guī)ьI(lǐng)同學(xué)們開(kāi)展了土壤采樣工作。同學(xué)們揮動(dòng)鐵鍬，小心翼翼地分層挖掘土壤剖面，將不同深度的土樣分別封裝標(biāo)記。

老師對(duì)數(shù)草方格采樣進(jìn)行示范

看似簡(jiǎn)單的采樣實(shí)則充滿(mǎn)挑戰(zhàn)。起初，同學(xué)們連鐵鍬都難以鏟入土中，經(jīng)過(guò)反復(fù)嘗試，不斷調(diào)整姿勢(shì)與力度，才逐漸掌握技巧。在高原缺氧環(huán)境下，僅僅完成幾個(gè)采樣點(diǎn)，大家便已氣喘吁吁。

阿萬(wàn)倉(cāng)濕地

行程尾聲，師生們前往阿萬(wàn)倉(cāng)濕地。作為典型的高寒泥炭沼澤生態(tài)系統(tǒng)，這里水網(wǎng)密布、沼澤星羅棋布。在生態(tài)所老師的帶領(lǐng)下，大家俯身仔細(xì)觀(guān)察“獨(dú)一味”等濕地特有植被，學(xué)習(xí)辨識(shí)其形態(tài)特征與生態(tài)功能。

“廣闊的泥炭地與草甸在調(diào)節(jié)黃河水量、維持生物多樣性及固碳方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，為黑頸鶴、黑鸛等珍稀物種提供了重要棲息地。”潘婷同學(xué)在實(shí)踐報(bào)告中這樣寫(xiě)道。

這也是本次科考選擇青藏高原若爾蓋地區(qū)作為考察目的地之一的重要原因?！跋Ｍ瑢W(xué)們深刻理解青藏高原東北緣作為重要生態(tài)屏障和水源涵養(yǎng)地的極端脆弱性與全球意義，培養(yǎng)扎根大地、解決復(fù)雜生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的情懷與能力。”周文總結(jié)道。