“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代意義。

　　4月28日，“巔峰使命”珠峰科考全面啟動。這是2017年第二次青藏科考啟動以來，學(xué)科覆蓋面最廣、參加科考隊員最多、采用的儀器設(shè)備最先進的綜合性科考。此次珠峰科考聚焦珠峰地區(qū)的環(huán)境變化，從大氣、水、生態(tài)、地表過程等方面進行全方位的考察。5個科考分隊、16支科考小組的270多名科考隊員參加科考任務(wù)，應(yīng)用先進技術(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(tǒng)與生物多樣性、人類活動等重大科學(xué)問題開展研究。

　　1 成功架設(shè)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，珠峰海拔8300米突擊營地，以德慶歐珠為組長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組，同時完成三項主要任務(wù)，包括架設(shè)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行人體極高海拔適應(yīng)機制實驗等。

　　登頂?shù)牡谝豁椫匾蝿?wù)，就是架設(shè)氣象站。操作不能慢，因為在極高海拔地區(qū)，節(jié)省體力至關(guān)重要。為此，他們在數(shù)月前就開始反復(fù)練習(xí)，熟練掌握操作流程。

　　中午12時46分，在珠峰海拔8830米處，科考隊員成功架設(shè)一臺重達50公斤的自動氣象觀測站，并成功傳回實時數(shù)據(jù)。

　　這是全世界海拔最高的自動氣象觀測站，可實現(xiàn)珠峰極高海拔區(qū)氣象梯度自動觀測和數(shù)據(jù)傳輸，獲取的實測數(shù)據(jù)可填補珠峰極高海拔氣象記錄空白。據(jù)介紹，該自動氣象站由太陽能電池板供電，正常情況下可使用2年，經(jīng)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。

　　珠峰位于極高區(qū)域，在極高海拔架設(shè)氣象站是第二次青藏科考的重要內(nèi)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)會和特里布文大學(xué)組織的科考隊在珠峰南坡搭建的自動氣象站，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米的總指揮會議室?guī)づ窭?，中科院院士、第二次青藏科考隊隊長姚檀棟宣布：“‘巔峰使命’珠峰科考登頂觀測采樣成功！”話音剛落，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，也將對整個珠峰絨布冰川展開測量?！俺藴y量珠峰峰頂冰雪厚度，峰頂表雪樣品采下來，我們還想知道海拔最高的表雪里面都是哪些成分?！敝袊茖W(xué)院青藏高原研究所研究員鄔光劍說。

　　高海拔地區(qū)陰晴多變，天氣系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，極端天氣頻發(fā)。因此，在珠峰地區(qū)進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(qū)氣象局等單位攜手開展氣象保障工作。架設(shè)高空探測設(shè)備、調(diào)試儀器、氣球灌氣、放球、采集高空數(shù)據(jù)、制作發(fā)布服務(wù)專報……氣象保障服務(wù)隊抵達珠峰大本營后，按照保障服務(wù)方案“聽風(fēng)觀天”。

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

　　2 在珠峰地區(qū)架設(shè)8個極高海拔自動氣象站是一項巨大的挑戰(zhàn)，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，科考隊已陸續(xù)在海拔5200米、7028米、7790米和8300米，架設(shè)了4個自動氣象站。加上去年在海拔6500米、5800米及5400米架設(shè)的3個自動氣象站，一個從海拔5200米至8300米之間的7個梯度自動氣象站已建成運行。而在海拔8830米架設(shè)的這個自動氣象站，是“巔峰使命”珠峰科考活動中架設(shè)的最后一個氣象站，相當(dāng)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(zhàn)，在海拔7790米架設(shè)了一架極高海拔的自動氣象站，創(chuàng)下中國自動氣象站架設(shè)最高海拔紀錄。

　　6個小時后，14名科考隊員在8300米成功架設(shè)了同類型的自動氣象站，再次刷新了我國自動氣象站的海拔紀錄。

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

　　“有些設(shè)備儀器是易碎品，必須仔細保護起來，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?！薄皫p峰使命”珠峰科考登頂科考小組副組長扎西平措說。

　　8個氣象站呈階梯分布，立體、精準實測珠峰北坡的氣溫、相對濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和太陽輻射等數(shù)據(jù)，并可實時遠程傳輸。

　　在珠峰地區(qū)架設(shè)8個極高海拔自動氣象站是一項巨大的挑戰(zhàn)，也是中國乃至世界科考的創(chuàng)舉?！澳壳拔覀兊母吆０蔚貐^(qū)相對缺少這種氣象觀測，常規(guī)的氣象觀測一般都在5000米以下，5000米以上很少。通過收集的氣象數(shù)據(jù)，可以進一步研究極高海拔的氣象要素變化特征，對我國建設(shè)珠峰梯度氣象觀測體系，對高海拔冰川和積雪變化的監(jiān)測意義重大。”中科院青藏高原研究所研究員趙華標說。

　　圍繞珠穆朗瑪峰，科考與登山一直結(jié)合緊密。此次珠峰科考專門培訓(xùn)了一批登山運動員來實施登頂科考任務(wù)。“我們整合了一個十余人的登山團隊，針對采集樣本、架設(shè)和使用儀器設(shè)備等專門培訓(xùn)了兩年，近期又進行了強化訓(xùn)練?！币μ礂澱f，作為專業(yè)科考隊員，他們首次實現(xiàn)登頂采樣，圓滿執(zhí)行了梯度氣象站架設(shè)、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9000米

　　珠峰科考是第二次青藏科考的重要內(nèi)容。登頂之外，此次珠峰科考還開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(yīng)性研究。

　　青藏高原氣候環(huán)境變化對世界其他地區(qū)而言，可謂“牽一發(fā)而動全身”。在海拔5200米的珠峰大本營，中科院院士、北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長朱彤帶領(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，獲取了從地面至萬米高空的臭氧濃度信息，為解密青藏高原如何影響大氣自凈能力這一重大科學(xué)問題，積累了首批珍貴數(shù)據(jù)。

　　在珠峰極高海拔地區(qū)，人體又會發(fā)生怎樣的變化呢？“這次研究比較大的特點是，我們強調(diào)在極高海拔區(qū)域，人類身體會產(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，會對人體產(chǎn)生怎樣疊加效應(yīng)的傷害。”朱彤說。

　　科考分隊分別追蹤在海拔5200米、5800米、6350米、8848米這4個高度活動的人群，開展高海拔缺氧的人體健康效應(yīng)等科學(xué)問題研究。為獲取一手數(shù)據(jù)，朱彤和部分科研團隊成員親自“上場”，佩戴測量血氧、心電監(jiān)測的傳感器，肩負登山包，拄著登山杖，在珠峰登山大本營和絨布冰川之間來回徒步。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(jiān)測脈搏波傳導(dǎo)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(xù)研究提供樣本支撐。

　　由于課題時間周期長，研究數(shù)據(jù)還在收集和整理中。朱彤介紹，最終會有大量有趣的結(jié)果出現(xiàn)，或許能從現(xiàn)象中總結(jié)出規(guī)律，進而對高海拔區(qū)域的生產(chǎn)生活或短期來訪的人群健康提供預(yù)防和保護措施。

　　坐落于珠峰北坡地區(qū)、海拔近4300米的珠峰站，是此次科考的主要營地之一。在這里，一個體格碩大的“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測站開展區(qū)域水循環(huán)觀測研究，就曾利用“極目一號”系列浮空器綜合觀測地表至海拔7000米高空的大氣水汽穩(wěn)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(shù)據(jù)。這為揭示亞洲水塔的水從何處來提供了關(guān)鍵科學(xué)數(shù)據(jù)。

　　這一次，“極目一號”Ⅲ型浮空艇將挑戰(zhàn)世界最高升空海拔，升空目標預(yù)計將超過珠峰峰頂?！案】胀У捏w積是9060立方米，是由我國自主研發(fā)的一個高空觀測科學(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珠穆朗瑪峰，超過9000米?！薄皫p峰使命”珠峰科考浮空艇綜合科考隊隊長、中科院青藏高原研究所研究員高晶說。

　　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，我國在青藏高原進行了多次專項和綜合科考。20世紀70年代，我國開展了第一次大規(guī)模的青藏科考。2003年12月，中科院青藏高原研究所成立，專門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觀測臺站，包括西藏的珠峰站、納木錯站、藏東南站、阿里站等等，持續(xù)開展相關(guān)科學(xué)研究。

　　2017年8月19日，第二次青藏科考啟動。五年來，近300個科研單位、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(qū)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，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?？茖W(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，從描述走到對過程機理的揭示，然后帶著問題去證實。”姚檀棟說，這是科考范式的變化。

　　兩次的不同，也體現(xiàn)在技術(shù)裝備變化上?！盎叵霂资昵暗囊巴饪瓶?，我們學(xué)生用的是地質(zhì)錘、羅盤、筆記本‘三大件’，地質(zhì)錘用來敲打巖石觀察風(fēng)化等情況，羅盤用來辨別方向，筆記本用來畫素描。當(dāng)時，只有老師能有照相機和氣壓表?！币μ礂澔貞?。

　　幾十年來，在國家綜合實力提升和科技進步支撐下，科考裝備不斷升級換代?！皣覍Φ诙吻嗖乜瓶继峁ｍ椊?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以來采用儀器設(shè)備最先進的綜合性科考。像無人機、無人船、探空氣球和飛艇等，都已應(yīng)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。

　　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(zhàn)略資源儲備基地，也是中華民族特色文化的重要保護地。開展青藏科考，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，對推動青藏高原可持續(xù)發(fā)展、推進國家生態(tài)文明建設(shè)、促進全球生態(tài)環(huán)境保護將產(chǎn)生十分重要的影響。

　　“有人問我：珠峰人跡罕至，為什么要在這里開展科考工作？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，人類生活在一個互相連通、影響的地球生態(tài)系統(tǒng)中，珠峰看似與我們相距甚遠，其實息息相關(guān)。氣候環(huán)境變化是整個地球生態(tài)系統(tǒng)的變化，而青藏高原是對這一變化反應(yīng)最強烈的地區(qū)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深層意義，正是認識人與自然的關(guān)系。”朱彤說。

　　本報記者 柴雅欣