科考隊員成功開展珠峰峰頂綜合科考工作。
5月4日,海拔8848.86米的珠穆朗瑪峰峰頂迎來了13名科考隊員。他們穿越冰雪,發起“沖頂”,成功在峰頂架設自動氣象觀測站并啟動觀測。
這次登頂在青藏高原科學考察研究歷史上具有劃時代意義,實現了多個科學領域的世界首次和全球之最,填補了珠峰海拔8000米以上研究的空白,人類對地球第三極的探索又進了一步。
中國科學院院士、第二次青藏高原綜合科學考察研究隊隊長姚檀棟表示:“哪里有未知之謎,科學家就向哪里進發。”
“巔峰使命2022—珠峰極高海拔地區綜合科學考察研究”包括5個科學主題,有16個科考小組、270多名科考隊員參加,基于新技術、新方法、新手段,實現地球系統科學研究的新突破,同時結合早期珠峰的多次科考成果,提出了珠峰自然保護創新科學方案,服務青藏高原生態文明高地建設和第三極環境保護及綠色發展。
向更高處“進軍”
2017年8月19日,第二次青藏高原綜合科學考察研究(簡稱第二次青藏科考)正式啟動。開展這次科學考察研究對推動青藏高原可持續發展、推進國家生態文明建設、促進全球生態環境保護產生了十分重要的影響。
在科技部、中國科學院、西藏自治區、青海省等有關部門和地方的支持下,第二次青藏科考隊堅決貫徹落實習近平總書記系列重要指示批示精神,努力克服疫情影響,積極部署推動有關工作,綜合集成科考最新認知,加強科考成果應用,實現了第二次青藏科考突破性進展。
隨著第二次青藏科考的持續深入和內容的不斷拓展,科考的海拔不斷攀升、對無人區的覆蓋度也不斷提升,涉及的高海拔極端環境區作業內容越來越多,推動科考與登山融合促進新科學發現的需求也越來越突出。
2022年,在習近平總書記致第二次青藏科考賀信五周年的重大歷史時刻,第二次青藏科考隊與西藏自治區登山隊合作,在當年5月共同組織實施了“巔峰使命2022—珠峰極高海拔地區綜合科學考察研究”標志性科考活動。
第二次青藏科考隊首次應用先進技術、方法和手段,圍繞西風-季風協同作用、亞洲水塔變化、生態系統與生物多樣性、人類活動等重大科學問題,協同考察研究珠峰地區六大圈層的垂直變化特征和相互作用機理,揭秘氣候變暖背景下珠峰極高海拔區環境變化規律、溫室氣體濃度變化的特征及生態系統碳匯功能、人類對極端環境的適應特征,實現地球系統科學研究的新突破。
“巔峰使命-珠峰科考是中國科考的一個里程碑,一是在地球最高海拔開展的科考;二是采用了很多先進技術開展研究,例如直升機第一次在珠峰科考中使用;三是我們追蹤的很多科學問題都是國際前沿問題,體現了探尋科學問題巔峰的精神?!眳⑴c科考的中科院院士、北京大學教授朱彤說。
從“登山科考”到“科考登山”
青藏高原高海拔地區科學考察活動常常與登山運動緊密結合,登山科考具有光榮的傳統和悠久的歷史。上世紀50年代以來,在賀龍元帥等人的推動下,科考隊員與登山隊員一起,陸續在祁連山、念青唐古拉山、慕士塔格峰、天山、希夏邦馬峰、托木爾峰等地區開展了一系列重要的登山科考活動。
其中,對世界最高峰——珠穆朗瑪峰的登山科考更是從20世紀50年代末一直持續到2020年。其間,科考隊員對珠峰地區的地質地貌、氣象、冰川、湖泊、河流、生態、生物、高山生理等學科領域進行了全面的考察研究,取得了豐碩的科學成果。
“巔峰使命”是第二次青藏科考的標志性科考活動。第一次青藏科考也對珠峰有過專門的登山科考,揭開了珠峰的神秘面紗?!啊畮p峰使命’珠峰科考實現了從‘登山科考’到‘科考登山’的戰略轉變,實現了從‘我要征服你’到‘我要了解你’的思路轉變,實現了新技術和新手段的系統應用,在國內外產生了廣泛的影響?!币μ礂澱f。
珠峰地區復雜的地形地貌造成冰川風和山谷風盛行,給航空器帶來極大危險,歷次珠峰科考從未嘗試過使用直升機作為人員運輸和儀器設備搭載的平臺。直升機最大的優點是方便、快捷,能極大提高科考工作效率,可以直接搭載科考隊員從海拔5200米的珠峰大本營升至5800米的營地,將原本7個小時的行程縮短到10分鐘。同時,以直升機搭載儀器進行高空測量也可以做到“及時便利”,科研人員借此首次完成了從拉薩到珠峰地區的高空二氧化碳和甲烷氣體濃度的測量剖面。
值得一提的是,本次珠峰科考所使用的“極目一號”Ⅲ型系留浮空艇,是由第二次青藏科考隊自主研發的系留浮空器高空科學觀測系統。其設計的駐空高度超過珠峰高度,平臺技術難度、駐空高度、攜帶載荷所取得的成果都是突破性的,可實現對大氣水汽和氣溶膠傳輸及溫室氣體廓線變化的三維實時觀測。
5月15日凌晨1點26分,“極目一號”Ⅲ型浮空艇創造了從海拔4300米的科考營地升空至海拔9032米的同類型大氣科學觀測世界紀錄,獲得了大氣水汽穩定同位素比值、二氧化碳、甲烷、臭氧濃度和粉塵、黑碳含量及多種氣象參數的垂直變化數據。5月21日凌晨,該系統再次刷新世界紀錄,觀測高度達到9050米。
據介紹,這次使用的“降雨雷達”也是科考“神器”之一。青藏高原降水空間差異性大,尤其在復雜的山地地區,傳統的雨量筒很難獲取降水的精細化觀測數據。降雨雷達利用雨滴、云滴、冰晶、雪花等對電磁波的散射作用探測大氣中的降水或云中大滴子的濃度、分布、移動和演變,是實現中小尺度降水系統連續跟蹤、監測的最有效工具,也是獲取區域尺度精細化降水數據的最佳手段。在地形條件復雜的山區獲取降雨的精細化數據,能夠為區域雨量的精確估測,以及持續性降雨誘發地質災害的預報預警提供支撐依據。
鍛造新時代科考隊伍
“沒有哪一座山峰比人更高!”青藏高原環境艱苦,但一代代的科研人員不畏困難,一步一個腳印接續攀登科學高峰。
事實上,這次大部分科考隊員沒有高原登山經驗,很難判斷身體是否適應極高海拔登山的強輻射、大風和低溫的嚴酷環境。面對困難,他們想出了應對之策。
科考隊員先乘車到5200米的大本營,進行一個星期的適應性訓練,每天在大本營周圍適量運動,提高心肺功能,逐漸適應高海拔空氣稀薄和強輻射的環境,然后進行登山科考。
即便如此,攀登珠峰也是一件極其艱苦的任務。有人曾將攀登珠峰的感覺比喻為在北京戴上5層口罩跑馬拉松。在實際科考的過程中,科考隊員每走一步都有喘不上氣來的強烈感受,每走一步都會給身心帶來極大的挑戰,后期攀登過程都是依靠個人毅力完成的。
為了保障科考任務順利、安全地開展,在前期準備階段時,后勤保障管理人員根據科考人員的統計信息,前期到達大本營,組織人員在海拔5200米、5800米、6300米、6500米、7790米和8300米處搭建營地,提供日常生活物資、高原反應急救藥品與氧氣瓶、科考實驗儀器的電力供應設備等。
盡管有“高科技”裝備,但深入到高海拔地區開展野外科考,人的工作始終不可替代。
例如,在運輸物資方面,牦牛只能到達海拔6500米以下區域。在此之上的區域,物資只能靠人力背負運送。
科考隊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,只能依靠人力運下來。如果耗時過長,樣品就會融化。
“冰雪樣品要保持原狀,必須短時間內運到大本營放進冰箱保存。這就需要組織人員連夜背負樣品下山,這其中的風險可想而知,但我們把青藏高原科考當作豪邁的事業來干!”姚檀棟說。
可貴的青藏科考精神,正代代相傳。
以劉東生、施雅風、孫鴻烈等為代表的老一輩科學家前赴后繼、持之以恒地探索這一地區,取得了重要的第一手科學資料,填補了青藏高原區域和學科研究的空白,推動了青藏高原科學事業不斷發展。
以冰川研究為例,由于需要在極高海拔工作,高寒缺氧,這既是對科學高峰的攀登,也是對生命極限的挑戰。這是中國科學家肩負國家使命、追求科學真理的生動體現,也是科學研究的本質精髓。
此次巔峰使命-珠峰科考的隊員們弘揚老一輩科學家的青藏科考精神,發揮了國家隊建制化優勢和國家戰略科技力量的主力軍作用,團結協作、不畏艱險、集體奉獻、勇攀高峰,取得了標志性的科考成果,實現了青藏高原地球系統科學研究新突破。這正是攀登科學高峰和探索未知世界的精神體現。這種精神將激勵并鼓舞一代又一代青藏高原研究科技工作者,熱情投入到青藏高原研究這一偉大事業中,矢志不渝服務我國青藏高原研究事業,服務青藏高原生態環境保護與可持續發展等重大戰略實施,持續引領國際前沿。
“中國青藏科考隊是一支英雄的團隊,我很榮幸能夠加入其中?!眳⑴c巔峰使命—珠峰科考的中科院院士樸世龍說。
巔峰使命—珠峰科考是踐行習近平生態文明思想和貫徹落實習近平總書記致第二次青藏科考賀信重要精神的重要行動,必將為促進重大創新性科考成果產出,以及人類更全面深刻地認識自然、守護好世界上最后一方凈土和保護全球生態環境作出新的貢獻。
(原載于《中國科學報》 2022-11-01 第4版 專題)