海拔8000米上的“巔峰使命”

2022-07-14 15:38:11 來(lái)源: 科技日?qǐng)?bào) 作者: 楊雪 楊宇航 操秀英

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科技日?qǐng)?bào)記者 楊雪 楊宇航 策劃 操秀英

在海拔8830米架設(shè)了全球海拔最高的自動(dòng)氣象站;首次用高精度雷達(dá)測(cè)量珠峰頂部冰雪厚度;首次采集珠峰不同海拔高度到峰頂?shù)谋悠罚皇状瓮瓿芍榉鍠|絨布冰川全面高分辨率“體檢”……這一次,中國(guó)在地球之巔創(chuàng)下多項(xiàng)科學(xué)考察研究新紀(jì)錄。

珠峰海拔6500米處。受訪者供圖

“這次科考實(shí)現(xiàn)了從登山科考到科考登山、從‘我要征服你’到‘我要了解你’的轉(zhuǎn)變?!痹?月12日召開(kāi)的“巔峰使命-2022”珠峰聯(lián)合科考學(xué)術(shù)交流會(huì)上,第二次青藏科考隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)、珠峰科考總指揮、中國(guó)科學(xué)院院士姚檀棟如是說(shuō)。

西風(fēng)—季風(fēng)協(xié)同作用及影響、巔峰海拔的強(qiáng)烈升溫……會(huì)上,姚檀棟展現(xiàn)了此次科考的7大亮點(diǎn)成果。

重量級(jí)成果背后,是完成“巔峰使命”過(guò)程中的堅(jiān)持與拼搏。

時(shí)間閃回到今年5月4日。

從海拔8300米到峰頂,海拔上升500米的登山路,走了七八個(gè)小時(shí)。

一腳踩下去,雪沒(méi)過(guò)膝蓋。隊(duì)員們要把埋進(jìn)雪里、結(jié)冰變硬的登山安全繩,用力拽出來(lái),把冰抖掉,才能握得住。

帶隊(duì)的德慶歐珠曾4次登頂珠峰,他說(shuō),這次任務(wù),艱巨得超出想象。

但是,他們做到了!

當(dāng)天,遙遠(yuǎn)而神秘的“世界屋脊”傳來(lái)捷報(bào):13名科考隊(duì)員登頂珠穆朗瑪峰,完成“巔峰使命”——填補(bǔ)珠峰海拔8000米以上研究空白,在青藏高原科學(xué)考察研究歷史上具有劃時(shí)代意義。至此,已經(jīng)持續(xù)5年的第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究,在科研的標(biāo)尺上劃出嶄新刻度。

在海拔8830米架設(shè)了全球海拔最高的自動(dòng)氣象站;首次用高精度雷達(dá)測(cè)量珠峰頂部冰雪厚度;首次采集珠峰不同海拔高度到峰頂?shù)谋悠罚皇状瓮瓿芍榉鍠|絨布冰川全面高分辨率“體檢”……這一次,中國(guó)在地球之巔創(chuàng)下多項(xiàng)科學(xué)考察研究新紀(jì)錄。

這次“巔峰使命”行動(dòng),是第二次青藏科考任務(wù)啟動(dòng)以來(lái)參加人數(shù)最多、學(xué)科覆蓋面最廣、采用的儀器設(shè)備最先進(jìn)的標(biāo)志性科考。

極寒的地球“第三極”,是270多名科考隊(duì)員的熱土。

科考人員在珠峰海拔8830米處架設(shè)全球海拔最高的自動(dòng)氣象站。受訪者供圖

海拔8830米,有一個(gè)世界最高的自動(dòng)氣象站

5月4日中午,科考隊(duì)員成功在珠峰海拔8830米處架設(shè)自動(dòng)氣象觀測(cè)站啟動(dòng)觀測(cè)。

這是全世界海拔最高的自動(dòng)氣象觀測(cè)站,也是“巔峰使命”珠峰科考活動(dòng)中架設(shè)的最后一個(gè)氣象站。

為何要在珠峰海拔8830米處建一個(gè)自動(dòng)氣象站?

“對(duì)珠峰海拔8000米以上的研究還存在很多空白。建立世界上最高的氣象站是全球科學(xué)家們長(zhǎng)期奮斗而沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的夢(mèng)想?!币μ礂澣缡钦f(shuō)。

青藏高原作為地球的“第三極”,是地球上最獨(dú)特的地質(zhì)—地理—資源—生態(tài)單元,科學(xué)界稱之為“天然實(shí)驗(yàn)室”。它同時(shí)也被叫做“亞洲水塔”,孕育著亞洲十多條大江大河。

我國(guó)自20世紀(jì)50年代起開(kāi)展了超過(guò)6次的珠峰科考活動(dòng)。20世紀(jì)70年代,我國(guó)開(kāi)展了第一次大規(guī)模的青藏科考,全面完成了260萬(wàn)平方公里的考察,取得了舉世矚目的成就。2017年8月,我國(guó)正式啟動(dòng)第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究。

隨著全球變暖,青藏高原地區(qū)呈現(xiàn)海拔越高升溫幅度越大的特征。中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所研究員趙華標(biāo)介紹,這種現(xiàn)象是基于海拔5000米以下的氣象站觀測(cè)得出的結(jié)論,但在更高海拔層面沒(méi)有氣象實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),只是根據(jù)遙感數(shù)據(jù)推算。

為填補(bǔ)這一空白,第二次青藏科考隊(duì)確定在珠峰北側(cè)布局8個(gè)自動(dòng)氣象站。去年以來(lái),科考隊(duì)已經(jīng)在珠峰北坡陸續(xù)建成運(yùn)行7套自動(dòng)氣象觀測(cè)站。它們呈階梯分布,海拔高度分別為5200米、5400米、5800米、6500米、7028米、7790米、8300米。

這種自動(dòng)氣象站由太陽(yáng)能電池板供電,正常情況下可使用2年。它的日常工作是通過(guò)衛(wèi)星通信等手段,傳送溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、太陽(yáng)輻射等氣象信息。自動(dòng)氣象站獲得的這些實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),可填補(bǔ)珠峰極高海拔氣象記錄空白,對(duì)高海拔冰川和積雪變化的監(jiān)測(cè)意義重大。

全世界海拔最高的自動(dòng)氣象觀測(cè)站這個(gè)紀(jì)錄來(lái)之不易。

5月3日,天公作美,加上豐富的經(jīng)驗(yàn),科考登山隊(duì)員挺進(jìn)速度很快,直接越過(guò)海拔7900米的營(yíng)地,到達(dá)海拔8300米的突擊營(yíng)地。這樣,第二天凌晨3點(diǎn),就能開(kāi)始沖頂。

但還是碰上了意外。從8300米再往上走,積雪有五六十厘米深,沿路安全繩都被雪埋了。安全繩是登頂?shù)纳K,大家必須把繩子拽出來(lái),抖掉冰,再一點(diǎn)點(diǎn)前進(jìn)。到達(dá)海拔8800米處,比原計(jì)劃晚了三個(gè)小時(shí)。

這里的積雪更深。往下挖了1米多,還是沒(méi)有摸到可以架設(shè)設(shè)備的基巖。他們向指揮部匯報(bào)后,繼續(xù)向上攀登了半個(gè)多小時(shí),在距離珠峰頂很近的地方,找到了可以架設(shè)氣象站的巖體。

5月4日12時(shí)46分,全球最高的自動(dòng)氣象觀測(cè)站在這里成功架設(shè)。

在8830米處落成第8套自動(dòng)氣象觀測(cè)站,不僅刷新了全球自動(dòng)氣象觀測(cè)站的架設(shè)高度紀(jì)錄,還拼上了我國(guó)珠峰極高海拔地區(qū)氣象梯度自動(dòng)觀測(cè)拼圖上的最后一塊。自此,我國(guó)實(shí)現(xiàn)了珠峰極高海拔區(qū)氣象梯度自動(dòng)觀測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸。

中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所研究員徐柏青在拉薩冰芯庫(kù)測(cè)量分析樣品。受訪者供圖

研究氣候環(huán)境變化,有一個(gè)神秘關(guān)鍵的密碼

“巔峰使命”的“無(wú)限風(fēng)光”,不僅在珠峰頂上,還在茫茫冰川之下。

從冰川頂部自上而下打鉆得到的圓柱狀冰樣,叫做冰芯。它們是冰川研究者的“寶貝疙瘩”。冰川頂部的積累區(qū),越往下冰層形成的年代越久遠(yuǎn)。一層一層就像樹(shù)的年輪一樣,可以把地球環(huán)境變化信息記錄下來(lái)。

從5月初開(kāi)始,科學(xué)家們?cè)诤0?848米、7028米和東絨布冰川海拔6500米處先后鉆取了冰芯。冰芯樣品的一部分留在中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所拉薩部的冰芯庫(kù)保護(hù)起來(lái),另一部分用于分析穩(wěn)定同位素、黑碳、氣溶膠等,研究珠峰的環(huán)境變化。

“冰芯是研究青藏高原氣候環(huán)境變化的密碼。”中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所研究員徐柏青是這次冰雪樣品采集的負(fù)責(zé)人。盡管有著20多年豐富的打冰芯經(jīng)驗(yàn),但每次面臨新的任務(wù),他還是高度小心謹(jǐn)慎。不確定因素實(shí)在是太多了。

徐柏青介紹,打冰芯的前期準(zhǔn)備,首先要解決怎么上去的問(wèn)題,“要先修路,運(yùn)送必要物資,用牦牛馱一些,用直升機(jī)運(yùn)一些。直升機(jī)要考慮飛機(jī)的性能指標(biāo),例如高度、速度等,依據(jù)各項(xiàng)指標(biāo),判斷直升機(jī)是否能完成懸停及物資、人員投放?!?/p>

在打冰芯的過(guò)程中,要考慮天氣、溫度、深度、鉆頭(比如斷了)、人員等各種因素,這些因素時(shí)刻都有可能發(fā)生變化。打完冰芯,還有一大困難,就是怎么把冰芯運(yùn)下來(lái)。如果耗時(shí)過(guò)長(zhǎng),冰芯會(huì)融化。

打冰芯都是在極寒的夜間進(jìn)行。因?yàn)?,打冰芯需要在帳篷里作業(yè),但白天陽(yáng)光一照,帳篷內(nèi)溫度能達(dá)到十幾度,打上來(lái)的冰芯會(huì)融化??瓶缄?duì)員晚上工作,白天補(bǔ)覺(jué),但冰川上光照尤其強(qiáng),帳篷不能完全遮住光,白天也睡不著,能迷迷糊糊睡兩三個(gè)小時(shí)就很不錯(cuò)了。

這次在東絨布冰川打冰芯,除了要抵御夜間低達(dá)零下20多攝氏度的極寒,還要對(duì)抗高達(dá)七八級(jí)的大風(fēng)。

“5月16日,我們已經(jīng)克服重重困難,上到6500米打鉆的位置。在做打鉆準(zhǔn)備工作的時(shí)候,大風(fēng)襲來(lái),一把掀掉了帳篷?!敝袊?guó)科學(xué)院青藏高原研究所研究員鄔光劍說(shuō),珠峰考察他參與過(guò)很多次,這是他第二次上到6500米,也是第一次遇到這樣的情景。

來(lái)之不易的準(zhǔn)備工作毀于一旦,有的隊(duì)友掉下了眼淚。平復(fù)心情后,經(jīng)過(guò)商議,隊(duì)員們決定撤退。他們挖了一個(gè)雪坑,把帳篷埋起來(lái),然后一步一步撤下來(lái)。5月17日,他們重新攜帶帳篷再攀上去,重新做準(zhǔn)備。

徐柏青打冰芯的時(shí)候還發(fā)現(xiàn),這里冰川底部的溫度比冰川表面的溫度低,底部的冰溫達(dá)到零下8攝氏度,但是上部溫度是零下5—4攝氏度。

“我們發(fā)現(xiàn)全球變暖對(duì)冰川內(nèi)部的熱結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響,出現(xiàn)了一種倒置型的冰溫結(jié)構(gòu),底部的冰溫很低,越往上冰溫越高,整個(gè)冰川上部溫度普遍升高?!毙彀厍嗾f(shuō),通過(guò)大量的冰川測(cè)量發(fā)現(xiàn),冷冰川開(kāi)始變成溫冰川,大概也就是最近20年的事。

中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所研究員趙華標(biāo)在珠峰登山大本營(yíng)。新華社記者 孫非 攝

地球之巔,新時(shí)代科考人擔(dān)當(dāng)艱巨光榮的使命

科考隊(duì)登頂小組在珠峰峰頂采集的冰雪樣品、在海拔7028米采集的冰雪樣品和在6500米采集的冰雪樣品,成為中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所冰芯庫(kù)和冰雪庫(kù)新的鎮(zhèn)庫(kù)之寶??蒲腥藛T正在分析這些樣品里面記錄的環(huán)境變化信息,看看珠峰地區(qū)的冰川處于什么狀態(tài),以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),重新評(píng)估珠峰地區(qū)的環(huán)境保護(hù)。

在全球氣候變暖的大背景下,青藏高原到底發(fā)生了什么變化,將來(lái)又會(huì)沿著怎樣的趨勢(shì)演變,是全球極地科學(xué)研究前沿,也是姚檀棟近40年來(lái)孜孜以求的科學(xué)目標(biāo)。

20世紀(jì)80年代,姚檀棟讀博士期間,他的導(dǎo)師、我國(guó)現(xiàn)代冰川科學(xué)的開(kāi)拓者施雅風(fēng)先生曾對(duì)他說(shuō),“冰川事業(yè)是一項(xiàng)豪邁的事業(yè),是勇敢者的事業(yè)?!?/p>

“這句話,是對(duì)我們所有青藏高原科考人的一種鼓勵(lì),我們把青藏高原科考當(dāng)做豪邁的事業(yè)來(lái)干?!币μ礂澱f(shuō)。

這項(xiàng)豪邁的事業(yè),成就了偉大的青藏科學(xué)精神。

1973年,我國(guó)第一次青藏科考大幕拉開(kāi),由著名地理學(xué)家、土地資源學(xué)家孫鴻烈主持。在基礎(chǔ)條件差、物資匱乏的年代,400多人毅然投身科考事業(yè),啃壓縮餅干,喝水壺里已經(jīng)涼掉的水,就是一頓午飯,無(wú)數(shù)次前方無(wú)路,無(wú)數(shù)次下河推車……4年時(shí)間,從喜馬拉雅山脈到藏北無(wú)人區(qū),從橫斷山脈到阿里高原,科考隊(duì)員幾乎用腳步丈量了青藏高原全境。

這支特別能吃苦的青藏科考國(guó)家隊(duì),開(kāi)拓了青藏高原的科學(xué)大發(fā)現(xiàn),也為爾后的青藏高原研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這種基礎(chǔ)不僅是科研工作本身,還包括工作方式和精神面貌。

這種寶貴的精神財(cái)富代代相傳。

科考隊(duì)員正在攀登珠峰。受訪者供圖

近40年來(lái),姚檀棟帶領(lǐng)科考隊(duì)員先后成功在祁連山敦德、達(dá)索普、古里雅、普若崗日、慕士塔格、珠峰東絨布冰川等世界高海拔地區(qū)鉆取冰芯。我國(guó)青藏高原研究吸引了上百名國(guó)內(nèi)外頂尖的科學(xué)家加入進(jìn)來(lái),共同研討這項(xiàng)關(guān)乎人類命運(yùn)共同體的課題。

“你見(jiàn)過(guò)凌晨4點(diǎn)的珠峰嗎?我見(jiàn)過(guò)?!敝袊?guó)科學(xué)院青藏高原研究所研究員楊威這次上到了海拔7000米。盡管2005年上希夏邦馬峰也到過(guò)海拔7000米,但這是他與珠峰的第一次親密接觸。

隊(duì)員們從海拔5200米的珠峰科考大本營(yíng)出發(fā),到海拔5800米的營(yíng)地住下,這一段路駕輕就熟,走得快,只用了6個(gè)小時(shí)。第二天再用差不多時(shí)間,走到海拔6500米的營(yíng)地住下。夜里,營(yíng)地帳篷內(nèi)外溫度基本一致,零下十幾攝氏度的樣子。在帳篷里待著手是伸不出來(lái)的,凍手。鉆進(jìn)睡袋里能暖和一點(diǎn),勉強(qiáng)睡一會(huì)。

這些是冰川野外的常規(guī)操作。上到這個(gè)高度最難過(guò)的是高原反應(yīng)導(dǎo)致的后半夜頭疼,2點(diǎn)多醒了就再也睡不著。

在東絨布冰川海拔6350米以上區(qū)域,中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院康世昌團(tuán)隊(duì),首次對(duì)珠峰東絨布冰川做了全面高分辨率“體檢”,獲得了14.68平方公里高精度測(cè)量數(shù)據(jù),用于構(gòu)建珠峰冰川高精度數(shù)字三維模型。

第11次來(lái)到珠峰科考的康世昌,一邊工作,一邊通過(guò)視頻號(hào)分享冰川上的見(jiàn)聞和科普小知識(shí)。很多人在小視頻里第一次看到了珠峰高海拔的冰川長(zhǎng)啥樣。

最高的自動(dòng)氣象站,最高的浮空艇觀測(cè)……在青藏科學(xué)精神感召下,新時(shí)代的青藏科考人不斷刷新“自己的高度”。

青藏高原作為我國(guó)重要的生態(tài)安全屏障和戰(zhàn)略資源儲(chǔ)備基地,認(rèn)識(shí)它、研究它、保護(hù)它,是新中國(guó)成立以來(lái),幾代科學(xué)家一步一個(gè)腳印,一直在做的事。

盡管新時(shí)代的青藏科考有一系列新科技裝備加持,但高原反應(yīng)、極端的野外環(huán)境、種種危險(xiǎn)等客觀困難是必須靠人來(lái)克服的,而進(jìn)入冰川、湖泊、森林開(kāi)展考察工作,人力始終是不可替代的。

“守護(hù)好世界上最后一方凈土”,這是第二次青藏科考啟動(dòng)之時(shí),習(xí)近平總書記對(duì)全體科考隊(duì)員的囑托。

這也是新時(shí)代青藏科考人的科學(xué)使命。

責(zé)任編輯: 冷媚