中國唯一雪崩觀測站：在天山深處堅守50年

有這樣一群人，他們常年堅守在雪崩最頻繁發生的天山深處，一守就是50多年。他們嚴密監測山谷降雪和積雪的變化情況，繪制出了我國天山山區公路雪崩（風吹雪）危險區分布圖，通過分析氣候變化，結合當地地形地貌，進行災害預防和治理研究。

李蘭海的團隊曾在2018年1月開展天山中段積雪區積雪特性野外調查，以獲取積雪特性地面調查數據

雪崩有多可怕

雪崩是一種常發生于積雪覆蓋山區的自然現象，它是山坡大量積雪為重力驅動傾瀉而下形成的，具有很強的突發性和破壞性。

相關資料記載，1970年秘魯的大雪崩在不到3分鐘時間里飛奔了14.5公里路程，速度達到每秒平均近90米。要知道，十二級臺風的風速也不過每秒32.5米。秒速為40至50米的雪崩能使受沖擊物體表面每平方米承受大約40至50噸的力量，足以使沿途樹木、房屋等瞬間變成碎片。

新疆的阿勒泰山、天山和昆侖山地區的交通和公共設施均受到雪崩的嚴重威脅。地處喀喇昆侖山的中巴公路，由于雪崩災害導致每年只有5月到11月才能保持正常通行。此外，與新疆諸山脈相連通的帕米爾高原西側地區也飽受雪崩帶來的切膚之痛。

據報道，2015年3月初，阿富汗地區連續發生大規模雪崩，造成至少300人死亡，聯合國宣布為雪崩罹難者哀悼三日；2017年2月6日，阿富汗再次遭遇嚴重的雪崩災害，由區域強降雪誘發的雪崩導致該國交通網絡癱瘓，使受到雪崩襲擊的人們無法得到及時救援，最終造成超過200人死亡，其中在努爾斯坦省的一個村子被雪崩掩埋導致最少50人死亡。

新疆地區還是“絲綢之路經濟帶”的核心區域之一，巴基斯坦、阿富汗以及哈薩克斯坦等中亞國家也均為“絲綢之路經濟帶”倡議中的重要樞紐。由此可見，雪崩災害嚴重阻礙了新疆經濟的可持續發展，并對“絲綢之路經濟帶”的建設和可持續發展產生明顯負面影響。

他們在天山深處堅守50多年

1700多公里的天山山脈將新疆分為南疆和北疆，其高大的山體攔截住來自北冰洋和大西洋的水汽，形成降水，并孕育出眾多內陸河流，天山融化的雪水補給約占整個新疆水源補給的四成。而弄清楚天山積雪的狀況，哪些地點容易發生雪崩，能帶來多少降水，對區域水循環的影響是什么等問題，是中國科學院新疆生態與地理研究所（以下簡稱新疆生地所）一群科學家們的使命。

他們常年堅守在雪崩最頻繁發生的天山深處，一守就是50多年。

位于新源縣鞏乃斯河畔的中國科學院天山積雪雪崩研究站，是中科院新疆生地所重要的野外臺站之一，主要承擔氣象觀測和雪崩等觀察研究任務。這里冬季降雪頻繁，雪期大于150天，雪最深處超過150厘米。以研究站為原點，上下12公里，都是雪崩危害地段，也是野外觀測和研究雪崩的絕佳地段。

“出于現場工作的必要性，前輩們不懼危險將站址選在了雪崩最頻繁的峽谷里。在這樣既危險又人煙稀少的地方設立觀測站從事山地積雪雪崩研究，是獨一無二的。”積雪雪崩研究站站長李蘭海滿懷敬意地說。

經過數十年堅持不懈的野外觀測及相關研究，科學家們在此建立了觀測設備齊全先進的氣象觀測場，雪崩沖擊力測量儀、雪層溫度熱流測量儀、水質分析儀、積雪特征儀等設備一應俱全，還建立了雪害防治工程試驗場、雪崩沖擊力試驗溝槽和雪化學實驗室。研究站取得的多項科研成果都獲得了國家級嘉獎，成為在國際上具有一定知名度的專業研究機構。

研究站對面的山坡是雪崩最易發的地段，巨大的人工挖掘的溝槽和堆砌的土丘都是用來給雪崩減速的。當重達幾噸的雪團滑落時，就會像坐滑梯一樣，通過人工設置的減速裝置削減破壞力，然后順著導雪槽，以拋物線姿態越過積雪站沖到河里。觀測場的各種設備和探頭可以自動測量雪崩的沖擊力，記錄雪崩的速度、壓力等數據，還原雪崩的發生發展過程，通過雪崩發生機理分析，揭示氣溫變化與雪崩集中發生的關系，為雪害預防治理提供技術保障。

積雪雪崩研究站所在區域，正是國道G217和G218線交匯地段，這兩條連接新疆天山南北的交通命脈，也是我國重要的經濟要道。積雪雪崩研究站參與和主導的雪害防治研究，為在這些道路上的雪崩易災區設置下導風吹雪裝置、防雪走廊、防雪崩土丘和防雪崩臺階等提供了技術保障和科研基礎，保證了公路常年暢通。

找出天山的雪崩“神出鬼沒”之謎

新疆天山地區為什么時不時的就會發生雪崩？李蘭海帶領的研究團隊進行了持續10年的勘測與研究，解開了雪崩“神出鬼沒”之謎。

李蘭海說，通過大數據分析，天山西部大規模雪崩發生的頻率呈現高-低-高的特征，第一個峰值出現在12月下旬，第二波峰出現在3月下旬，波谷則在1月上旬。積雪能夠脫離“大部隊”引起雪崩，前提條件是要有一個梯度力，也就是一個陡坡。根據團隊的研究，在天山西部，雪崩發生的坡度分布在 28°至45°，其中48%的雪崩發生在36°至40°的陡坡。

雪崩的釋放要經歷3個階段。先是外力因素導致部分雪層剪切斷裂，然后這種初始的斷裂造成周圍雪層的應力重新分布，從而導致周圍雪層的剪切斷裂，最后由于這種微觀非對稱的破壞逐漸積累形成一個宏觀的裂隙，在裂隙點應力的變化使裂隙擴展最終致山坡積雪滑塌。

引發雪崩釋放的外界推手有很多，比如降雪、地震、大風、溫度劇升、汽車鳴笛或者動物踩踏。在研究團隊看來，天山西部誘發雪崩的兩大主要推手是強降雪和氣溫劇升。

研究人員表示，天山西部49%的雪崩都是由強降雪誘發形成。當一次降雪過程中新增積雪深度達到29至36厘米時，極易誘發區域大規模雪崩。另外27%的雪崩則由春季溫度顯著升高引起，雪崩發生的前3天通常會伴隨持續升溫過程，雪崩發生期的日平均溫度為0.5℃左右。

除此之外，其余24%的雪崩由地震、大風等其他因素誘發而成。天山西部位于地震活動帶，一些微小的震動都可能帶來雪崩。國道G218線途經區域冬季常有大風出現，風力作用將積雪吹到山腰，增加了本身積雪“負重”，也易引發雪崩。

研究人員發現，雪崩有干濕之分。干雪崩的積雪含水量通常小于1%，雪為粉末狀。雪崩發生時產生沖擊力強大的氣浪，氣浪對樹木、房屋、公路基礎設施產生嚴重破壞。濕雪崩的積雪含水量通常超過1%，雪呈現大小不等的塊狀構造。濕雪崩由于含水量較高，密度較大，沿途夾帶泥土、巖石等，破壞性高于干雪崩。

李蘭海表示，下一步他們將在前期大量數據的基礎上結合國道G218線雪崩多發區域的地形地貌特征和雪崩發生機制，構建雪崩預警平臺，模擬出隨著時間變化而出現的降雪與氣溫變化情景以及山體積雪特征變化，進而能夠計算出最容易發生雪崩的地點，為當地道路安全保障提供可靠依據。