【MeetConf资讯】深瞳丨海拔8000米上的“巅峰使命”

2022-07-14
11:01:21
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在海拔8830米架设了全球海拔最高的自动气象站;首次用高精度雷达测量珠峰顶部冰雪厚度;首次采集珠峰不同海拔高度到峰顶的冰雪样品;首次完成珠峰东绒布冰川全面高分辨率“体检”……这一次,中国在地球之巅创下多项科学考察研究新纪录。


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巅峰使命行动顺利完成

“这次科考实现了从登山科考到科考登山、从‘我要征服你’到‘我要了解你’的转变。”在7月12日召开的“巅峰使命-2022”珠峰联合科考学术交流会上,第二次青藏科考队队长、珠峰科考总指挥、中国科学院院士姚檀栋如是说。


西风—季风协同作用及影响、巅峰海拔的强烈升温……会上,姚檀栋展现了此次科考的7大亮点成果。


重量级成果背后,是完成“巅峰使命”过程中的坚持与拼搏。


时间闪回到今年5月4日。


从海拔8300米到峰顶,海拔上升500米的登山路,走了七八个小时。


一脚踩下去,雪没过膝盖。队员们要把埋进雪里、结冰变硬的登山安全绳,用力拽出来,把冰抖掉,才能握得住。


带队的德庆欧珠曾4次登顶珠峰,他说,这次任务,艰巨得超出想象。


但是,他们做到了!


当天,遥远而神秘的“世界屋脊”传来捷报:13名科考队员登顶珠穆朗玛峰,完成“巅峰使命”——填补珠峰海拔8000米以上研究空白,在青藏高原科学考察研究历史上具有划时代意义。至此,已经持续5年的第二次青藏高原综合科学考察研究,在科研的标尺上划出崭新刻度。


在海拔8830米架设了全球海拔最高的自动气象站;首次用高精度雷达测量珠峰顶部冰雪厚度;首次采集珠峰不同海拔高度到峰顶的冰雪样品;首次完成珠峰东绒布冰川全面高分辨率“体检”……这一次,中国在地球之巅创下多项科学考察研究新纪录。


这次“巅峰使命”行动,是第二次青藏科考任务启动以来参加人数最多、学科覆盖面最广、采用的仪器设备最先进的标志性科考。


极寒的地球“第三极”,是270多名科考队员的热土。

科考人员在珠峰海拔8830米处架设全球海拔最高的自动气象站。受访者供图

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海拔8830米,有一个世界最高的自动气象站

       虽然自2014年以来,“盖亚”一直在扫描银河系,但银河系仍有很多未解之谜,研究它也并非易事。因为身处银河系内部,“盖亚”甚至不能穿透遮蔽银河系中心的厚厚尘埃和气体云而窥视银盘的另一侧


5月4日中午,科考队员成功在珠峰海拔8830米处架设自动气象观测站启动观测。


这是全世界海拔最高的自动气象观测站,也是“巅峰使命”珠峰科考活动中架设的最后一个气象站。


为何要在珠峰海拔8830米处建一个自动气象站?


“对珠峰海拔8000米以上的研究还存在很多空白。建立世界上最高的气象站是全球科学家们长期奋斗而没有实现的梦想。”姚檀栋如是说。


青藏高原作为地球的“第三极”,是地球上最独特的地质—地理—资源—生态单元,科学界称之为“天然实验室”。它同时也被叫做“亚洲水塔”,孕育着亚洲十多条大江大河。


我国自20世纪50年代起开展了超过6次的珠峰科考活动。20世纪70年代,我国开展了第一次大规模的青藏科考,全面完成了260万平方公里的考察,取得了举世瞩目的成就。2017年8月,我国正式启动第二次青藏高原综合科学考察研究。


随着全球变暖,青藏高原地区呈现海拔越高升温幅度越大的特征。中国科学院青藏高原研究所研究员赵华标介绍,这种现象是基于海拔5000米以下的气象站观测得出的结论,但在更高海拔层面没有气象实测数据,只是根据遥感数据推算。


为填补这一空白,第二次青藏科考队确定在珠峰北侧布局8个自动气象站。去年以来,科考队已经在珠峰北坡陆续建成运行7套自动气象观测站。它们呈阶梯分布,海拔高度分别为5200米、5400米、5800米、6500米、7028米、7790米、8300米。


这种自动气象站由太阳能电池板供电,正常情况下可使用2年。它的日常工作是通过卫星通信等手段,传送温度、湿度、风向、风速、太阳辐射等气象信息。自动气象站获得的这些实测数据,可填补珠峰极高海拔气象记录空白,对高海拔冰川和积雪变化的监测意义重大。


全世界海拔最高的自动气象观测站这个纪录来之不易。


5月3日,天公作美,加上丰富的经验,科考登山队员挺进速度很快,直接越过海拔7900米的营地,到达海拔8300米的突击营地。这样,第二天凌晨3点,就能开始冲顶。


但还是碰上了意外。从8300米再往上走,积雪有五六十厘米深,沿路安全绳都被雪埋了。安全绳是登顶的生命绳,大家必须把绳子拽出来,抖掉冰,再一点点前进。到达海拔8800米处,比原计划晚了三个小时。


这里的积雪更深。往下挖了1米多,还是没有摸到可以架设设备的基岩。他们向指挥部汇报后,继续向上攀登了半个多小时,在距离珠峰顶很近的地方,找到了可以架设气象站的岩体。


5月4日12时46分,全球最高的自动气象观测站在这里成功架设。


在8830米处落成第8套自动气象观测站,不仅刷新了全球自动气象观测站的架设高度纪录,还拼上了我国珠峰极高海拔地区气象梯度自动观测拼图上的最后一块。自此,我国实现了珠峰极高海拔区气象梯度自动观测和数据传输。


中国科学院青藏高原研究所研究员徐柏青在拉萨冰芯库测量分析样品。受访者供图

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研究气候环境变化,有一个神秘关键的密码

“巅峰使命”的“无限风光”,不仅在珠峰顶上,还在茫茫冰川之下。


从冰川顶部自上而下打钻得到的圆柱状冰样,叫做冰芯。它们是冰川研究者的“宝贝疙瘩”。冰川顶部的积累区,越往下冰层形成的年代越久远。一层一层就像树的年轮一样,可以把地球环境变化信息记录下来。


从5月初开始,科学家们在海拔8848米、7028米和东绒布冰川海拔6500米处先后钻取了冰芯。冰芯样品的一部分留在中国科学院青藏高原研究所拉萨部的冰芯库保护起来,另一部分用于分析稳定同位素、黑碳、气溶胶等,研究珠峰的环境变化。


“冰芯是研究青藏高原气候环境变化的密码。”中国科学院青藏高原研究所研究员徐柏青是这次冰雪样品采集的负责人。尽管有着20多年丰富的打冰芯经验,但每次面临新的任务,他还是高度小心谨慎。不确定因素实在是太多了。


徐柏青介绍,打冰芯的前期准备,首先要解决怎么上去的问题,“要先修路,运送必要物资,用牦牛驮一些,用直升机运一些。直升机要考虑飞机的性能指标,例如高度、速度等,依据各项指标,判断直升机是否能完成悬停及物资、人员投放。”


在打冰芯的过程中,要考虑天气、温度、深度、钻头(比如断了)、人员等各种因素,这些因素时刻都有可能发生变化。打完冰芯,还有一大困难,就是怎么把冰芯运下来。如果耗时过长,冰芯会融化。


打冰芯都是在极寒的夜间进行。因为,打冰芯需要在帐篷里作业,但白天阳光一照,帐篷内温度能达到十几度,打上来的冰芯会融化。科考队员晚上工作,白天补觉,但冰川上光照尤其强,帐篷不能完全遮住光,白天也睡不着,能迷迷糊糊睡两三个小时就很不错了。


这次在东绒布冰川打冰芯,除了要抵御夜间低达零下20多摄氏度的极寒,还要对抗高达七八级的大风。


“5月16日,我们已经克服重重困难,上到6500米打钻的位置。在做打钻准备工作的时候,大风袭来,一把掀掉了帐篷。”中国科学院青藏高原研究所研究员邬光剑说,珠峰考察他参与过很多次,这是他第二次上到6500米,也是第一次遇到这样的情景。


来之不易的准备工作毁于一旦,有的队友掉下了眼泪。平复心情后,经过商议,队员们决定撤退。他们挖了一个雪坑,把帐篷埋起来,然后一步一步撤下来。5月17日,他们重新携带帐篷再攀上去,重新做准备。


徐柏青打冰芯的时候还发现,这里冰川底部的温度比冰川表面的温度低,底部的冰温达到零下8摄氏度,但是上部温度是零下5—4摄氏度。


“我们发现全球变暖对冰川内部的热结构产生重要影响,出现了一种倒置型的冰温结构,底部的冰温很低,越往上冰温越高,整个冰川上部温度普遍升高。”徐柏青说,通过大量的冰川测量发现,冷冰川开始变成温冰川,大概也就是最近20年的事。

中国科学院青藏高原研究所研究员赵华标在珠峰登山大本营。新华社记者 孙非 摄

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地球之巅,新时代科考人担当艰巨光荣的使命

科考队登顶小组在珠峰峰顶采集的冰雪样品、在海拔7028米采集的冰雪样品和在6500米采集的冰雪样品,成为中国科学院青藏高原研究所冰芯库和冰雪库新的镇库之宝。科研人员正在分析这些样品里面记录的环境变化信息,看看珠峰地区的冰川处于什么状态,以及未来的发展趋势,重新评估珠峰地区的环境保护。


在全球气候变暖的大背景下,青藏高原到底发生了什么变化,将来又会沿着怎样的趋势演变,是全球极地科学研究前沿,也是姚檀栋近40年来孜孜以求的科学目标。


20世纪80年代,姚檀栋读博士期间,他的导师、我国现代冰川科学的开拓者施雅风先生曾对他说,“冰川事业是一项豪迈的事业,是勇敢者的事业。”


“这句话,是对我们所有青藏高原科考人的一种鼓励,我们把青藏高原科考当做豪迈的事业来干。”姚檀栋说。


这项豪迈的事业,成就了伟大的青藏科学精神。


1973年,我国第一次青藏科考大幕拉开,由著名地理学家、土地资源学家孙鸿烈主持。在基础条件差、物资匮乏的年代,400多人毅然投身科考事业,啃压缩饼干,喝水壶里已经凉掉的水,就是一顿午饭,无数次前方无路,无数次下河推车……4年时间,从喜马拉雅山脉到藏北无人区,从横断山脉到阿里高原,科考队员几乎用脚步丈量了青藏高原全境。


这支特别能吃苦的青藏科考国家队,开拓了青藏高原的科学大发现,也为尔后的青藏高原研究打下坚实基础。这种基础不仅是科研工作本身,还包括工作方式和精神面貌。


这种宝贵的精神财富代代相传。


近40年来,姚檀栋带领科考队员先后成功在祁连山敦德、达索普、古里雅、普若岗日、慕士塔格、珠峰东绒布冰川等世界高海拔地区钻取冰芯。我国青藏高原研究吸引了上百名国内外顶尖的科学家加入进来,共同研讨这项关乎人类命运共同体的课题。


“你见过凌晨4点的珠峰吗?我见过。”中国科学院青藏高原研究所研究员杨威这次上到了海拔7000米。尽管2005年上希夏邦马峰也到过海拔7000米,但这是他与珠峰的第一次亲密接触。


队员们从海拔5200米的珠峰科考大本营出发,到海拔5800米的营地住下,这一段路驾轻就熟,走得快,只用了6个小时。第二天再用差不多时间,走到海拔6500米的营地住下。夜里,营地帐篷内外温度基本一致,零下十几摄氏度的样子。在帐篷里待着手是伸不出来的,冻手。钻进睡袋里能暖和一点,勉强睡一会。


这些是冰川野外的常规操作。上到这个高度最难过的是高原反应导致的后半夜头疼,2点多醒了就再也睡不着。


在东绒布冰川海拔6350米以上区域,中国科学院西北生态环境资源研究院康世昌团队,首次对珠峰东绒布冰川做了全面高分辨率“体检”,获得了14.68平方公里高精度测量数据,用于构建珠峰冰川高精度数字三维模型。


第11次来到珠峰科考的康世昌,一边工作,一边通过视频号分享冰川上的见闻和科普小知识。很多人在小视频里第一次看到了珠峰高海拔的冰川长啥样。


最高的自动气象站,最高的浮空艇观测……在青藏科学精神感召下,新时代的青藏科考人不断刷新“自己的高度”。


青藏高原作为我国重要的生态安全屏障和战略资源储备基地,认识它、研究它、保护它,是新中国成立以来,几代科学家一步一个脚印,一直在做的事。


尽管新时代的青藏科考有一系列新科技装备加持,但高原反应、极端的野外环境、种种危险等客观困难是必须靠人来克服的,而进入冰川、湖泊、森林开展考察工作,人力始终是不可替代的。


“守护好世界上最后一方净土”,这是第二次青藏科考启动之时,习近平总书记对全体科考队员的嘱托。


这也是新时代青藏科考人的科学使命。


文章来源:科技日报  作者:杨雪 杨宇航 策划:操秀英

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