“巔峰使命”珠峰科考成功登頂 創(chuàng )造多項新紀錄

　　探秘第三極

　　高山白雪，蔚藍蒼穹，五星紅旗再次飄揚在地球之巔。5月4日中午，我國13名珠峰科考登山隊員成功登頂珠穆朗瑪峰。這是我國珠峰科考首次突破8000米以上海拔高度，在青藏高原科學(xué)考察研究歷史上具有劃時(shí)代意義。

　　4月28日，“巔峰使命”珠峰科考全面啟動(dòng)。這是2017年第二次青藏科考啟動(dòng)以來(lái)，學(xué)科覆蓋面最廣、參加科考隊員最多、采用的儀器設備最先進(jìn)的綜合性科考。此次珠峰科考聚焦珠峰地區的環(huán)境變化，從大氣、水、生態(tài)、地表過(guò)程等方面進(jìn)行全方位的考察。5個(gè)科考分隊、16支科考小組的270多名科考隊員參加科考任務(wù)，應用先進(jìn)技術(shù)、方法和手段，圍繞西風(fēng)-季風(fēng)協(xié)同作用、亞洲水塔變化、生態(tài)系統與生物多樣性、人類(lèi)活動(dòng)等重大科學(xué)問(wèn)題開(kāi)展研究。

　　1 成功架設全球海拔最高的氣象站，首次用高精度雷達測量冰雪厚度

　　5月4日凌晨3點(diǎn)，珠峰海拔8300米突擊營(yíng)地，以德慶歐珠為組長(cháng)的珠峰科考登頂工作小組，攜帶科研儀器發(fā)起沖頂。此行，他們向著(zhù)峰頂8848.86米的高度沖擊，目標卻不限于登頂本身。登頂后，登山科考隊員分成三個(gè)組，同時(shí)完成三項主要任務(wù)，包括架設全球海拔最高的氣象站、用高精度雷達測量冰雪厚度以及進(jìn)行人體極高海拔適應機制實(shí)驗等。

　　登頂的第一項重要任務(wù)，就是架設氣象站。操作不能慢，因為在極高海拔地區，節省體力至關(guān)重要。為此，他們在數月前就開(kāi)始反復練習，熟練掌握操作流程。

　　中午12時(shí)46分，在珠峰海拔8830米處，科考隊員成功架設一臺重達50公斤的自動(dòng)氣象觀(guān)測站，并成功傳回實(shí)時(shí)數據。

　　這是全世界海拔最高的自動(dòng)氣象觀(guān)測站，可實(shí)現珠峰極高海拔區氣象梯度自動(dòng)觀(guān)測和數據傳輸，獲取的實(shí)測數據可填補珠峰極高海拔氣象記錄空白。據介紹，該自動(dòng)氣象站由太陽(yáng)能電池板供電，正常情況下可使用2年，經(jīng)過(guò)衛星通信等手段，傳送溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、太陽(yáng)輻射等氣象信息。

　　珠峰位于極高區域，在極高海拔架設氣象站是第二次青藏科考的重要內容，也是一項中國乃至世界科考的創(chuàng )舉。此前，世界海拔最高的氣象站是2019年由美國國家地理協(xié)會(huì )和特里布文大學(xué)組織的科考隊在珠峰南坡搭建的自動(dòng)氣象站，海拔為8430米。

　　科考隊員還首次在“地球之巔”利用高精度雷達，測量峰頂冰雪厚度。在珠峰腳下海拔5200米的總指揮會(huì )議室帳篷里，中科院院士、第二次青藏科考隊隊長(cháng)姚檀棟宣布：“‘巔峰使命’珠峰科考登頂觀(guān)測采樣成功！”話(huà)音剛落，熱烈的掌聲縈繞帳篷，大家相互握手慶祝。

　　登頂隊員所帶的高精度探地雷達，除了對峰頂測量，也將對整個(gè)珠峰絨布冰川展開(kāi)測量。“除了測量珠峰峰頂冰雪厚度，峰頂表雪樣品采下來(lái)，我們還想知道海拔最高的表雪里面都是哪些成分。”中國科學(xué)院青藏高原研究所研究員鄔光劍說(shuō)。

　　高海拔地區陰晴多變，天氣系統相當復雜，極端天氣頻發(fā)。因此，在珠峰地區進(jìn)行極高海拔綜合科學(xué)考察研究，氣象保障工作十分重要。

　　為確保各項珠峰科考任務(wù)順利完成、隊員安全登頂，珠峰科考啟動(dòng)了氣象保障機制，由中科院青藏高原研究所、中國氣象科學(xué)研究院以及西藏自治區氣象局等單位攜手開(kāi)展氣象保障工作。架設高空探測設備、調試儀器、氣球灌氣、放球、采集高空數據、制作發(fā)布服務(wù)專(zhuān)報……氣象保障服務(wù)隊抵達珠峰大本營(yíng)后，按照保障服務(wù)方案“聽(tīng)風(fēng)觀(guān)天”。

　　登頂時(shí)機的選擇，多數情況下取決于珠峰極高海拔地區的天氣情況。如果風(fēng)特別大，就容易發(fā)生危險。據中科院青藏高原研究所珠峰站站長(cháng)馬偉強介紹，珠峰頂近期氣溫基本在-25℃左右，風(fēng)速相當于七級左右。“綜合研判近期珠峰地區大氣環(huán)流相對穩定，珠峰頂風(fēng)力與溫度均適宜登頂。”

　　2 在珠峰地區架設8個(gè)極高海拔自動(dòng)氣象站是一項巨大的挑戰，也是中國乃至世界科考的創(chuàng )舉

　　此次科考的一項重要任務(wù)，是在珠峰北坡搭建海拔梯度氣象站。

　　今年以來(lái)，科考隊已陸續在海拔5200米、7028米、7790米和8300米，架設了4個(gè)自動(dòng)氣象站。加上去年在海拔6500米、5800米及5400米架設的3個(gè)自動(dòng)氣象站，一個(gè)從海拔5200米至8300米之間的7個(gè)梯度自動(dòng)氣象站已建成運行。而在海拔8830米架設的這個(gè)自動(dòng)氣象站，是“巔峰使命”珠峰科考活動(dòng)中架設的最后一個(gè)氣象站，相當于海拔梯度氣象站的最后一塊“拼圖”。

　　4月20日，14名珠峰科考登山隊員克服8級大風(fēng)和極度缺氧的挑戰，在海拔7790米架設了一架極高海拔的自動(dòng)氣象站，創(chuàng )下中國自動(dòng)氣象站架設最高海拔紀錄。

　　6個(gè)小時(shí)后，14名科考隊員在8300米成功架設了同類(lèi)型的自動(dòng)氣象站，再次刷新了我國自動(dòng)氣象站的海拔紀錄。

　　盡管海拔8300米和8830米的自動(dòng)氣象站總重是50公斤，比在低海拔的常規氣象站輕20公斤，但單是要把這些氣象站設備運到8300米，就不是一件簡(jiǎn)單的事。

　　“有些設備儀器是易碎品，必須仔細保護起來(lái)，由隊員自己背上去。有些不是易碎品的，都是牦牛馱到6500米處，從6500米往上都是再由人工運上去。”“巔峰使命”珠峰科考登頂科考小組副組長(cháng)扎西平措說(shuō)。

　　8個(gè)氣象站呈階梯分布，立體、精準實(shí)測珠峰北坡的氣溫、相對濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和太陽(yáng)輻射等數據，并可實(shí)時(shí)遠程傳輸。

　　在珠峰地區架設8個(gè)極高海拔自動(dòng)氣象站是一項巨大的挑戰，也是中國乃至世界科考的創(chuàng )舉。“目前我們的高海拔地區相對缺少這種氣象觀(guān)測，常規的氣象觀(guān)測一般都在5000米以下，5000米以上很少。通過(guò)收集的氣象數據，可以進(jìn)一步研究極高海拔的氣象要素變化特征，對我國建設珠峰梯度氣象觀(guān)測體系，對高海拔冰川和積雪變化的監測意義重大。”中科院青藏高原研究所研究員趙華標說(shuō)。

　　圍繞珠穆朗瑪峰，科考與登山一直結合緊密。此次珠峰科考專(zhuān)門(mén)培訓了一批登山運動(dòng)員來(lái)實(shí)施登頂科考任務(wù)。“我們整合了一個(gè)十余人的登山團隊，針對采集樣本、架設和使用儀器設備等專(zhuān)門(mén)培訓了兩年，近期又進(jìn)行了強化訓練。”姚檀棟說(shuō)，作為專(zhuān)業(yè)科考隊員，他們首次實(shí)現登頂采樣，圓滿(mǎn)執行了梯度氣象站架設、頂峰淺冰芯鉆取和頂峰雷達測厚等工作任務(wù)。

　　3 珠峰科考開(kāi)展一系列極高海拔綜合科考工作，“極目一號”Ⅲ型浮空艇升空高度有望超過(guò)9000米

　　珠峰科考是第二次青藏科考的重要內容。登頂之外，此次珠峰科考還開(kāi)展了一系列極高海拔綜合科考工作，比如極高海拔大氣污染的輸送和人體極高海拔適應性研究。

　　青藏高原氣候環(huán)境變化對世界其他地區而言，可謂“牽一發(fā)而動(dòng)全身”。在海拔5200米的珠峰大本營(yíng)，中科院院士、北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長(cháng)朱彤帶領(lǐng)珠峰大氣與人體健康科考分隊，首次釋放了由我國科研人員自主研發(fā)的臭氧探空氣球，獲取了從地面至萬(wàn)米高空的臭氧濃度信息，為解密青藏高原如何影響大氣自?xún)裟芰@一重大科學(xué)問(wèn)題，積累了首批珍貴數據。

　　在珠峰極高海拔地區，人體又會(huì )發(fā)生怎樣的變化呢？“這次研究比較大的特點(diǎn)是，我們強調在極高海拔區域，人類(lèi)身體會(huì )產(chǎn)生什么劇烈的變化。如果在劇烈變化中，人身體再接觸到一些污染物，比如空氣污染，那么極高海拔的高寒缺氧和環(huán)境污染，會(huì )對人體產(chǎn)生怎樣疊加效應的傷害。”朱彤說(shuō)。

　　科考分隊分別追蹤在海拔5200米、5800米、6350米、8848米這4個(gè)高度活動(dòng)的人群，開(kāi)展高海拔缺氧的人體健康效應等科學(xué)問(wèn)題研究。為獲取一手數據，朱彤和部分科研團隊成員親自“上場(chǎng)”，佩戴測量血氧、心電監測的傳感器，肩負登山包，拄著(zhù)登山杖，在珠峰登山大本營(yíng)和絨布冰川之間來(lái)回徒步。在5000多米的海拔負重前行，在這種近乎“自虐”的拉練模式下，科考隊員收集自身血樣、尿樣、唾液等標本，還要測量血壓、監測脈搏波傳導速度。出于研究需要，部分科考成員甚至要攀登到6350米甚至更高海拔高度，為后續研究提供樣本支撐。

　　由于課題時(shí)間周期長(cháng)，研究數據還在收集和整理中。朱彤介紹，最終會(huì )有大量有趣的結果出現，或許能從現象中總結出規律，進(jìn)而對高海拔區域的生產(chǎn)生活或短期來(lái)訪(fǎng)的人群健康提供預防和保護措施。

　　坐落于珠峰北坡地區、海拔近4300米的珠峰站，是此次科考的主要營(yíng)地之一。在這里，一個(gè)體格碩大的“飛艇”浮在半空，十分“搶鏡”。這是我國自主研發(fā)的“極目一號”Ⅲ型浮空艇。在這次科考任務(wù)中，科考隊將利用“極目一號”Ⅲ型浮空艇展開(kāi)高空大氣環(huán)境的綜合測試。目前，浮空艇相關(guān)的試驗準備工作正在緊張進(jìn)行中。

　　2019年，第二次青藏科考水汽傳輸科考分隊在西藏納木錯多圈層綜合觀(guān)測站開(kāi)展區域水循環(huán)觀(guān)測研究，就曾利用“極目一號”系列浮空器綜合觀(guān)測地表至海拔7000米高空的大氣水汽穩定同位素、大氣黑碳和大氣甲烷含量等大氣組分，首次獲得了青藏高原海拔7000米高空的大氣組分變化科學(xué)數據。這為揭示亞洲水塔的水從何處來(lái)提供了關(guān)鍵科學(xué)數據。

　　這一次，“極目一號”Ⅲ型浮空艇將挑戰世界最高升空海拔，升空目標預計將超過(guò)珠峰峰頂。“浮空艇的體積是9060立方米，是由我國自主研發(fā)的一個(gè)高空觀(guān)測科學(xué)平臺。我們這次的主要目標是希望浮空艇升空高度能超過(guò)珠穆朗瑪峰，超過(guò)9000米。”“巔峰使命”珠峰科考浮空艇綜合科考隊隊長(cháng)、中科院青藏高原研究所研究員高晶說(shuō)。

　　4 第二次青藏科考聚焦“看變化”，科考裝備升級換代背后是國家綜合實(shí)力與科技支撐

　　新中國對青藏高原的科學(xué)研究始于20世紀50年代，此后，我國在青藏高原進(jìn)行了多次專(zhuān)項和綜合科考。20世紀70年代，我國開(kāi)展了第一次大規模的青藏科考。2003年12月，中科院青藏高原研究所成立，專(zhuān)門(mén)從事青藏高原綜合科學(xué)研究。中科院還在青藏高原建立了多個(gè)觀(guān)測臺站，包括西藏的珠峰站、納木錯站、藏東南站、阿里站等等，持續開(kāi)展相關(guān)科學(xué)研究。

　　2017年8月19日，第二次青藏科考啟動(dòng)。五年來(lái)，近300個(gè)科研單位、7000多名科考隊員、40多位院士參加十大科考任務(wù)，取得了豐碩成果，建立了中國科學(xué)家在第三極地區研究的國際一流地位。

　　與第一次青藏科考相比，第二次有何不同？在姚檀棟看來(lái)，青藏高原綜合科考，第一次主要是“摸家底”，第二次則要“看變化”。

　　“第一次青藏科考基本是描述性的，主要是看看那里有什么。科學(xué)研究要從定性走到定量，第二次青藏科考還要看看那里發(fā)生了什么變化，從描述走到對過(guò)程機理的揭示，然后帶著(zhù)問(wèn)題去證實(shí)。”姚檀棟說(shuō)，這是科考范式的變化。

　　兩次的不同，也體現在技術(shù)裝備變化上。“回想幾十年前的野外科考，我們學(xué)生用的是地質(zhì)錘、羅盤(pán)、筆記本‘三大件’，地質(zhì)錘用來(lái)敲打巖石觀(guān)察風(fēng)化等情況，羅盤(pán)用來(lái)辨別方向，筆記本用來(lái)畫(huà)素描。當時(shí)，只有老師能有照相機和氣壓表。”姚檀棟回憶。

　　幾十年來(lái)，在國家綜合實(shí)力提升和科技進(jìn)步支撐下，科考裝備不斷升級換代。“國家對第二次青藏科考提供專(zhuān)項經(jīng)費保障，今年的珠峰科考也是此次青藏高原綜合科考啟動(dòng)以來(lái)采用儀器設備最先進(jìn)的綜合性科考。像無(wú)人機、無(wú)人船、探空氣球和飛艇等，都已應用于考察研究。另外，我們此次還使用了直升機，這在第二次青藏科考中是頭一回。”姚檀棟說(shuō)。

　　世界屋脊、亞洲水塔、地球第三極……青藏高原是我國重要的生態(tài)安全屏障、戰略資源儲備基地，也是中華民族特色文化的重要保護地。開(kāi)展青藏科考，揭示青藏高原環(huán)境變化機理，優(yōu)化生態(tài)安全屏障體系，對推動(dòng)青藏高原可持續發(fā)展、推進(jìn)國家生態(tài)文明建設、促進(jìn)全球生態(tài)環(huán)境保護將產(chǎn)生十分重要的影響。

　　“有人問(wèn)我：珠峰人跡罕至，為什么要在這里開(kāi)展科考工作？青藏高原的大氣環(huán)境變化，和我們有什么關(guān)系？”朱彤認為，人類(lèi)生活在一個(gè)互相連通、影響的地球生態(tài)系統中，珠峰看似與我們相距甚遠，其實(shí)息息相關(guān)。氣候環(huán)境變化是整個(gè)地球生態(tài)系統的變化，而青藏高原是對這一變化反應最強烈的地區之一。

　　“第二次青藏科考的背景是快速變化的全球生態(tài)環(huán)境，而探秘第三極的一個(gè)深層意義，正是認識人與自然的關(guān)系。”朱彤說(shuō)。

　　本報記者 柴雅欣