来源: 中国科学报 发布时间:2022-11-1
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从“登山科考”向“科考登山”进军
——“巅峰使命2022—珠峰极高海拔地区综合科学考察研究”纪实

科考队员成功开展珠峰峰顶综合科考工作。

5月4日,海拔8848.86米的珠穆朗玛峰峰顶迎来了13名科考队员。他们穿越冰雪,发起“冲顶”,成功在峰顶架设自动气象观测站并启动观测。

这次登顶在青藏高原科学考察研究历史上具有划时代意义,实现了多个科学领域的世界首次和全球之最,填补了珠峰海拔8000米以上研究的空白,人类对地球第三极的探索又进了一步。

中国科学院院士、第二次青藏高原综合科学考察研究队队长姚檀栋表示:“哪里有未知之谜,科学家就向哪里进发。”

“巅峰使命2022—珠峰极高海拔地区综合科学考察研究”包括5个科学主题,有16个科考小组、270多名科考队员参加,基于新技术、新方法、新手段,实现地球系统科学研究的新突破,同时结合早期珠峰的多次科考成果,提出了珠峰自然保护创新科学方案,服务青藏高原生态文明高地建设和第三极环境保护及绿色发展。

向更高处“进军”

2017年8月19日,第二次青藏高原综合科学考察研究(简称第二次青藏科考)正式启动。开展这次科学考察研究对推动青藏高原可持续发展、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护产生了十分重要的影响。

在科技部、中国科学院、西藏自治区、青海省等有关部门和地方的支持下,第二次青藏科考队坚决贯彻落实习近平总书记系列重要指示批示精神,努力克服疫情影响,积极部署推动有关工作,综合集成科考最新认知,加强科考成果应用,实现了第二次青藏科考突破性进展。

随着第二次青藏科考的持续深入和内容的不断拓展,科考的海拔不断攀升、对无人区的覆盖度也不断提升,涉及的高海拔极端环境区作业内容越来越多,推动科考与登山融合促进新科学发现的需求也越来越突出。

2022年,在习近平总书记致第二次青藏科考贺信五周年的重大历史时刻,第二次青藏科考队与西藏自治区登山队合作,在当年5月共同组织实施了“巅峰使命2022—珠峰极高海拔地区综合科学考察研究”标志性科考活动。

第二次青藏科考队首次应用先进技术、方法和手段,围绕西风-季风协同作用、亚洲水塔变化、生态系统与生物多样性、人类活动等重大科学问题,协同考察研究珠峰地区六大圈层的垂直变化特征和相互作用机理,揭秘气候变暖背景下珠峰极高海拔区环境变化规律、温室气体浓度变化的特征及生态系统碳汇功能、人类对极端环境的适应特征,实现地球系统科学研究的新突破。

“巅峰使命-珠峰科考是中国科考的一个里程碑,一是在地球最高海拔开展的科考;二是采用了很多先进技术开展研究,例如直升机第一次在珠峰科考中使用;三是我们追踪的很多科学问题都是国际前沿问题,体现了探寻科学问题巅峰的精神。”参与科考的中科院院士、北京大学教授朱彤说。

从“登山科考”到“科考登山”

青藏高原高海拔地区科学考察活动常常与登山运动紧密结合,登山科考具有光荣的传统和悠久的历史。上世纪50年代以来,在贺龙元帅等人的推动下,科考队员与登山队员一起,陆续在祁连山、念青唐古拉山、慕士塔格峰、天山、希夏邦马峰、托木尔峰等地区开展了一系列重要的登山科考活动。

其中,对世界最高峰——珠穆朗玛峰的登山科考更是从20世纪50年代末一直持续到2020年。其间,科考队员对珠峰地区的地质地貌、气象、冰川、湖泊、河流、生态、生物、高山生理等学科领域进行了全面的考察研究,取得了丰硕的科学成果。

“巅峰使命”是第二次青藏科考的标志性科考活动。第一次青藏科考也对珠峰有过专门的登山科考,揭开了珠峰的神秘面纱。“‘巅峰使命’珠峰科考实现了从‘登山科考’到‘科考登山’的战略转变,实现了从‘我要征服你’到‘我要了解你’的思路转变,实现了新技术和新手段的系统应用,在国内外产生了广泛的影响。”姚檀栋说。

珠峰地区复杂的地形地貌造成冰川风和山谷风盛行,给航空器带来极大危险,历次珠峰科考从未尝试过使用直升机作为人员运输和仪器设备搭载的平台。直升机最大的优点是方便、快捷,能极大提高科考工作效率,可以直接搭载科考队员从海拔5200米的珠峰大本营升至5800米的营地,将原本7个小时的行程缩短到10分钟。同时,以直升机搭载仪器进行高空测量也可以做到“及时便利”,科研人员借此首次完成了从拉萨到珠峰地区的高空二氧化碳和甲烷气体浓度的测量剖面。

值得一提的是,本次珠峰科考所使用的“极目一号”Ⅲ型系留浮空艇,是由第二次青藏科考队自主研发的系留浮空器高空科学观测系统。其设计的驻空高度超过珠峰高度,平台技术难度、驻空高度、携带载荷所取得的成果都是突破性的,可实现对大气水汽和气溶胶传输及温室气体廓线变化的三维实时观测。

5月15日凌晨1点26分,“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造了从海拔4300米的科考营地升空至海拔9032米的同类型大气科学观测世界纪录,获得了大气水汽稳定同位素比值、二氧化碳、甲烷、臭氧浓度和粉尘、黑碳含量及多种气象参数的垂直变化数据。5月21日凌晨,该系统再次刷新世界纪录,观测高度达到9050米。

据介绍,这次使用的“降雨雷达”也是科考“神器”之一。青藏高原降水空间差异性大,尤其在复杂的山地地区,传统的雨量筒很难获取降水的精细化观测数据。降雨雷达利用雨滴、云滴、冰晶、雪花等对电磁波的散射作用探测大气中的降水或云中大滴子的浓度、分布、移动和演变,是实现中小尺度降水系统连续跟踪、监测的最有效工具,也是获取区域尺度精细化降水数据的最佳手段。在地形条件复杂的山区获取降雨的精细化数据,能够为区域雨量的精确估测,以及持续性降雨诱发地质灾害的预报预警提供支撑依据。

锻造新时代科考队伍

“没有哪一座山峰比人更高!”青藏高原环境艰苦,但一代代的科研人员不畏困难,一步一个脚印接续攀登科学高峰。

事实上,这次大部分科考队员没有高原登山经验,很难判断身体是否适应极高海拔登山的强辐射、大风和低温的严酷环境。面对困难,他们想出了应对之策。

科考队员先乘车到5200米的大本营,进行一个星期的适应性训练,每天在大本营周围适量运动,提高心肺功能,逐渐适应高海拔空气稀薄和强辐射的环境,然后进行登山科考。

即便如此,攀登珠峰也是一件极其艰苦的任务。有人曾将攀登珠峰的感觉比喻为在北京戴上5层口罩跑马拉松。在实际科考的过程中,科考队员每走一步都有喘不上气来的强烈感受,每走一步都会给身心带来极大的挑战,后期攀登过程都是依靠个人毅力完成的。

为了保障科考任务顺利、安全地开展,在前期准备阶段时,后勤保障管理人员根据科考人员的统计信息,前期到达大本营,组织人员在海拔5200米、5800米、6300米、6500米、7790米和8300米处搭建营地,提供日常生活物资、高原反应急救药品与氧气瓶、科考实验仪器的电力供应设备等。

尽管有“高科技”装备,但深入到高海拔地区开展野外科考,人的工作始终不可替代。

例如,在运输物资方面,牦牛只能到达海拔6500米以下区域。在此之上的区域,物资只能靠人力背负运送。

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,只能依靠人力运下来。如果耗时过长,样品就会融化。

“冰雪样品要保持原状,必须短时间内运到大本营放进冰箱保存。这就需要组织人员连夜背负样品下山,这其中的风险可想而知,但我们把青藏高原科考当作豪迈的事业来干!”姚檀栋说。

可贵的青藏科考精神,正代代相传。

以刘东生、施雅风、孙鸿烈等为代表的老一辈科学家前赴后继、持之以恒地探索这一地区,取得了重要的第一手科学资料,填补了青藏高原区域和学科研究的空白,推动了青藏高原科学事业不断发展。

以冰川研究为例,由于需要在极高海拔工作,高寒缺氧,这既是对科学高峰的攀登,也是对生命极限的挑战。这是中国科学家肩负国家使命、追求科学真理的生动体现,也是科学研究的本质精髓。

此次巅峰使命-珠峰科考的队员们弘扬老一辈科学家的青藏科考精神,发挥了国家队建制化优势和国家战略科技力量的主力军作用,团结协作、不畏艰险、集体奉献、勇攀高峰,取得了标志性的科考成果,实现了青藏高原地球系统科学研究新突破。这正是攀登科学高峰和探索未知世界的精神体现。这种精神将激励并鼓舞一代又一代青藏高原研究科技工作者,热情投入到青藏高原研究这一伟大事业中,矢志不渝服务我国青藏高原研究事业,服务青藏高原生态环境保护与可持续发展等重大战略实施,持续引领国际前沿。

“中国青藏科考队是一支英雄的团队,我很荣幸能够加入其中。”参与巅峰使命—珠峰科考的中科院院士朴世龙说。

巅峰使命—珠峰科考是践行习近平生态文明思想和贯彻落实习近平总书记致第二次青藏科考贺信重要精神的重要行动,必将为促进重大创新性科考成果产出,以及人类更全面深刻地认识自然、守护好世界上最后一方净土和保护全球生态环境作出新的贡献。

参与“巅峰使命 2022—珠峰极高海拔地区综合科学考察研究”的队员合影。
 

《中国科学报》 (2022-11-01 第4版 专题)
 
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