海拔8000米上的“巔峰使命” 架設(shè)全球海拔最高自動(dòng)氣象站

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?首次完成珠峰東絨布冰川全面高分辨率“體檢”……這一次，中國在地球之巔創(chuàng)下多項(xiàng)科學(xué)考察研究新紀(jì)錄。

“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。”在7月12日召開的“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、珠峰科考總指揮、中國科學(xué)院院士姚檀棟如是說。

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，雪沒過膝蓋。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，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，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?首次完成珠峰東絨布冰川全面高分辨率“體檢”……這一次，中國在地球之巔創(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。

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)氣象觀測站啟動(dòng)觀測。

這是全世界海拔最高的自動(dòng)氣象觀測站，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)家們長期奮斗而沒有實(shí)現(xiàn)的夢想。”姚檀棟如是說。

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。

我國自20世紀(jì)50年代起開展了超過6次的珠峰科考活動(dòng)。20世紀(jì)70年代，我國開展了第一次大規(guī)模的青藏科考，全面完成了260萬平方公里的考察，取得了舉世矚目的成就。2017年8月，我國正式啟動(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得出的結(jié)論，但在更高海拔層面沒有氣象實(shí)測數(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，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衛(wèi)星通信等手段，傳送溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、太陽輻射等氣象信息。自動(dòng)氣象站獲得的這些實(shí)測數(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)測意義重大。

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

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，直接越過海拔7900米的營地，到達(dá)海拔8300米的突擊營地。這樣，第二天凌晨3點(diǎn)，就能開始沖頂。

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，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)氣象觀測站，不僅刷新了全球自動(dòng)氣象觀測站的架設(shè)高度紀(jì)錄，還拼上了我國珠峰極高海拔地區(qū)氣象梯度自動(dòng)觀測拼圖上的最后一塊。自此，我國實(shí)現(xiàn)了珠峰極高海拔區(qū)氣象梯度自動(dòng)觀測和數(shù)據(jù)傳輸。

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)。一層一層就像樹的年輪一樣，可以把地球環(huán)境變化信息記錄下來。

從5月初開始，科學(xué)家們在海拔8848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科學(xué)院青藏高原研究所拉薩部的冰芯庫保護(hù)起來，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。”

在打冰芯的過程中，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。如果耗時(shí)過長，冰芯會(huì)融化。

打冰芯都是在極寒的夜間進(jìn)行。因?yàn)椋虮拘枰趲づ窭镒鳂I(yè)，但白天陽光一照，帳篷內(nèi)溫度能達(dá)到十幾度，打上來的冰芯會(huì)融化?？瓶缄?duì)員晚上工作，白天補(bǔ)覺，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，一把掀掉了帳篷。”中國科學(xué)院青藏高原研究所研究員鄔光劍說，珠峰考察他參與過很多次，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，然后一步一步撤下來。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。”徐柏青說，通過大量的冰川測量發(fā)現(xiàn)，冷冰川開始變成溫冰川，大概也就是最近20年的事。

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，成為中國科學(xué)院青藏高原研究所冰芯庫和冰雪庫新的鎮(zhèn)庫之寶?？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)，以及未來的發(fā)展趨勢，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，將來又會(huì)沿著怎樣的趨勢演變，是全球極地科學(xué)研究前沿，也是姚檀棟近40年來孜孜以求的科學(xué)目標(biāo)。

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

“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)來干。”姚檀棟說。

這項(xiàng)豪邁的事業(yè)，成就了偉大的青藏科學(xué)精神。

1973年，我國第一次青藏科考大幕拉開，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，無數(shù)次前方無路，無數(shù)次下河推車……4年時(shí)間，從喜馬拉雅山脈到藏北無人區(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家隊(duì)，開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。

近40年來，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。我國青藏高原研究吸引了上百名國內(nèi)外頂尖的科學(xué)家加入進(jìn)來，共同研討這項(xiàng)關(guān)乎人類命運(yùn)共同體的課題。

“你見過凌晨4點(diǎn)的珠峰嗎?我見過。”中國科學(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出發(fā)，到海拔5800米的營地住下，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米的營地住下。夜里，營地帳篷內(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次來到珠峰科考的康世昌，一邊工作，一邊通過視頻號(hào)分享冰川上的見聞和科普小知識(shí)。很多人在小視頻里第一次看到了珠峰高海拔的冰川長啥樣。

最高的自動(dòng)氣象站，最高的浮空艇觀測……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，是新中國成立以來，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克服的，而進(jìn)入冰川、湖泊、森林開展考察工作，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。(楊雪 楊宇航 操秀英)