攀登,向着科学之巅(科技自立自强)

 2022-05-10 10:20:22    4  

来源:人民日报

攀登,向着科学之巅(科技自立自强)

图①:科考队员在架设自动气象站。

新华社特约记者 索朗多吉摄

图②:珠峰登山大本营。

图③:科研人员在施放探空气球。

新华社记者 孙 非摄

核心阅读

今年5月,“巅峰使命2022——珠峰极高海拔地区综合科学考察研究”在西藏珠峰地区开展,这是第二次青藏科考启动以来,学科覆盖面最广、参加科考队员最多、采用的仪器设备最先进的综合性科考。此次珠峰科考取得了多项新纪录,首次突破8000米以上海拔高度,完成世界海拔最高自动气象站的架设,后续还将开展更多科研项目。

5月的珠穆朗玛峰格外热闹。

来自全国各地的科研人员、登山队员,为了一个共同的目标集聚在海拔5000多米的珠峰大本营——“巅峰使命2022——珠峰极高海拔地区综合科学考察研究”正在西藏珠峰地区开展,第二次青藏高原综合科学考察研究队联合西藏登山队实施此次科考。

据介绍,本次科考组织了5支科考分队的16个科考小组270余名科考队员参加,是第二次青藏科考自2017年启动以来,学科覆盖面最广、参加科考队员最多、采用的仪器设备最先进的综合性科考。

探 索

60余年累计开展超过6次珠峰科考,设备逐渐升级

西风—季风协同作用、亚洲水塔变化、生态系统与生物多样性、人类活动变化、地球动力学勘测……本次珠峰科考涉及5项核心任务,均与珠峰区域独特的地理特征有关。“此次珠峰科考计划首次应用先进技术、方法和手段,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,提出珠峰自然保护创新科学方案。”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介绍。

探索珠峰,一直是青藏高原科学研究的重要任务。早在1959年,中国科学院和国家体育运动委员会组织了中国珠穆朗玛峰登山科学考察队。46名来自气象、地质、地貌、测量、水文、植物、动物等7个专业的科学工作者,在涉及珠穆朗玛峰东、北、西三面约7000平方千米、海拔2500米至6500米的区域内开展科学考察,填补了世界最高峰地区科考上的空白。

那时,仪器设备、观测手段都很落后。资料显示,当时的科学家们在大本营设立气象百叶箱、在中绒布冰川用简陋的仪器观察地形地貌、在冰面打孔观测冰川的流动速度……一张张历史图片,显示出艰苦的科考环境,也标志着中国科学家一步步填补在珠峰区域开展科考工作的空白。

这些年来,中国科学家在珠峰区域累计开展了超过6次科考活动。上世纪60年代,科学家们在珠峰地区建立了比较完整的地层剖面系统;1975年,科考队第一次认识了珠峰地区大气和环境的本底状况;2005年,科学家对珠峰的大气物理、大气化学、冰川及水文、生态与环境等问题进行了研究;2016年,科考队员对珠峰地区开展了气候环境和人文动态等综合科学考察……

60余年积淀,国家综合实力的提升和科技进步,支撑了科考装备升级。据介绍,无人机、无人船、探空气球和飞艇等,都已应用于此次科考。“珠峰科考实际上是第二次青藏科考的重要内容,我们已筹划多年。从科学角度来讲,青藏高原气候环境变化对世界其他地区而言,可谓牵一发而动全身。”姚檀栋说。

登 顶

首次突破8000米以上,架设世界海拔最高的自动气象站

顺利冲击世界之巅,并创下架设世界海拔最高气象站的纪录,是这次珠峰科考的“高光时刻”。

5月4日中午,13名科考队员成功登顶珠峰,中国珠峰科考首次突破8000米以上海拔高度。当日凌晨3点,科考队员从珠峰海拔8300米的突击营地开始冲顶。他们在海拔8830米处架设了世界海拔最高的自动气象站,并在8848.86米的巅峰利用高精度雷达测量冰雪厚度,并采集冰雪样品。此前,世界海拔最高的自动气象站由英美科学家架设在珠峰南坡,海拔高度为8430米。

据介绍,此次珠峰科考整合了一个10余人的登山团队,接受过长期系统训练,能熟练掌握气象站安装、调试的各项步骤。

攀登之路并非一帆风顺。5月3日晚,登山队员们比预计提前一天抵达海拔8300米的突击营地。4日凌晨,他们就踏上了征途。哪怕队伍里有曾16次攀登珠峰的“老将”,这趟路也并不轻松。因为要在珠峰完成架设科研设备、操作仪器等工作,每个登山队员都需要背负15公斤左右的物资,是寻常登山任务的两倍。

此外,山顶的积雪厚度也造成了困难。原计划登山队员要在海拔8800米的位置架设气象站,但是在向下挖了1米多深的积雪后,依旧没有找到可以架设设备的岩体。在和指挥部交流后,他们选择继续攀登,最终在海拔8830米处找到了适合架设设备的岩体。在逼近珠峰峰顶的寒风中,他们用了约1个小时,最终完成了气象站的架设工作。

如今,我国科学家已经在珠穆朗玛峰架设了8个气象站,其中4个位于海拔7000米以上,这些气象站将填补珠峰极高海拔气象记录的空白。

科 研

大气垂直探测、人类活动变化……更多研究逐步开展

对中科院青藏高原研究所博士研究生姚楠来说,冲顶成功的前夜让她记忆犹新。那是午夜12点多,作为本次科考气象保障团队人员之一,姚楠从珠峰大本营的帐篷里爬起,开始了新一天的工作。

安装设备,施放探空气球,看着气球缓缓飘上天空。星辰如碎玉点缀在天幕之上,这是姚楠距离星空最近的一次;在这里工作了多日,这也是她最用心看珠峰星空的一次。

“每天都忙得‘昏天黑地’,全身心投入气象保障中。知道次日就要冲顶,心情紧张,连日来工作成果全在于此,我们都在密切关注结果。繁重的工作阶段性结束后,才有机会欣赏壮丽的自然风景。”姚楠感慨。

中科院青藏高原研究所研究员马耀明是此次科考西风—季风协同作用项目的负责人,也承担气象保障工作。科考期间,他的研究团队要及时采集相关气象数据,和中国气象局、西藏自治区气象局、中国气象科学研究院等单位的研究人员共同分析研判,最终做出准确的气象预报。

“5月4日前后是最佳的冲顶时间,这是经过我们长期而周密的数据采集和分析得出的,最终峰顶的气象条件和我们预判的差别不大。”马耀明说:“之后,我们将聚焦大气垂直探测和极端天气观测与预报,继续在珠峰区域开展相应的科学研究,进一步深化各项成果。”

记者在现场看到,很多科考队员手上都戴着一个电子“戒指”,上面的电子屏幕实时展现心跳、血氧等身体指标。这是中科院院士、北京大学环境科学与工程学院院长朱彤教授开展的研究项目,探寻低压缺氧和高浓度臭氧共暴露对高原急进人群的健康影响,也是此次科考研究的任务之一。

在海拔超过5000米的地方,朱彤教授带着研究人员徒步往返于冰湖和珠峰大本营,收集科考队员的生物标本,测量心血管功能性指标。通过这些数据,研究人员将深入探究人体对极高海拔高原环境的生理适应机制。

“团队首次针对低压缺氧和高浓度臭氧共暴露对高原常驻和短居人群的健康影响开展人群研究,获得宝贵的生物样本和环境数据,为深度解析高原生理适应机制提供重要依据。我们还在海拔5200米和5900米两个高度,聚焦冰雪表面氮氧化物通量和臭氧等污染物垂直交换过程。”研究团队成员、北京大学环境科学与工程学院研究员宫继成介绍。

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