世界最高氣象站

5月4日12時46分許，一套自動氣象觀測站在珠穆朗瑪峰（以下簡稱“珠峰”）北坡海拔8830米處架設成功，實時數(shù)據(jù)傳回正常。這是世界上海拔最高的自動氣象觀測站。

我國科考隊在珠峰成功建成海拔最高氣象觀測站。氣象站是怎么工作的？將發(fā)揮哪些作用？此次科考還將開展哪些工作？

4月28日，這項被命名為“巔峰使命”的科考活動全面啟動。這是2017年第二次青藏科考啟動以來，學科覆蓋面最廣、參加科考隊員最多、采用的儀器設備最先進的綜合性科考，將揭秘氣候變暖背景下，珠峰極高海拔地區(qū)環(huán)境變化規(guī)律等一系列問題。在珠峰北坡搭建海拔梯度氣象站，是此次科考的一項重要任務。

自20世紀50年代起，中國開展了超過6次珠峰科考活動，包括70年代第一次大規(guī)模青藏高原綜合科學考察研究。此次“巔峰使命”是第二次青藏科考自2017年啟動以來學科覆蓋面最廣、參加科考隊員最多、采用的儀器設備最先進的一次綜合性科考，組織了5支科考分隊參加，共有16個科考小組，包含270余名科考隊員。

其中，珠峰大氣與人體健康科考分隊在海拔5200米的珠峰登山大本營，以自己的身體作為實驗對象，探尋高原反應對人體產(chǎn)生的影響。為獲取一手數(shù)據(jù)，科研團隊成員佩戴測量血氧、心電監(jiān)測的傳感器，在珠峰登山大本營和絨布冰川之間來回徒步穿梭。

同時，還有冰川與污染物科考小組進駐海拔6350米的珠峰東絨布冰川，給冰川做全面“體檢”，利用無人機3D掃描冰川表面，采集雪樣，監(jiān)測污染物及冰川退縮量、冰湖變化、河流湖泊溫室氣體通量等。

據(jù)悉，氣溫和氧氣水平會隨著海拔上升而遞減，在海拔約3650米的拉薩，大氣壓和同體積空氣中氧氣量僅為海平面的65%，而到了平均海拔超過4500米的阿里地區(qū)，就只有海平面的50%左右，如果海拔超過6000米，則會下降到48%，在珠穆朗瑪峰，每一位攀峰者都在與人體極限進行抗爭，珠峰頂含氧量僅為東部平原地區(qū)的四分之一，5月初氣溫基本上為零下25℃左右。

在海拔8830 米架設的這個自動氣象站，是“巔峰使命”珠峰科考活動中架設的最后一個氣象站，相當于海拔梯度氣象站的最后一塊“拼圖”。

除了寒冷、缺氧，威脅還有大風。在珠峰北側(cè)，由于在海拔5300～7000米主要為冰雪表面，日出后的冰雪表面氣溫仍然低于山谷中同高度的大氣溫度，因而幾乎晝夜盛行下山風，又稱作冰川風。冰川風在下午最強，在離地1000米以下的風速平均可達10米/秒，陣風達到7～8級。

在極端天氣和環(huán)境中，登山者面臨著凍傷、失溫、雪盲、體能衰竭、滑墜、掉入冰裂縫等危險。

這臺安裝在“世界之巔”的自動氣象觀測站重達50公斤，由太陽能電池板供電，正常情況下可使用兩年，經(jīng)過衛(wèi)星通信等手段，傳送溫度、濕度、風向、風速、太陽輻射等氣象信息。它可實現(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。

可能有很多人好奇，為什么不在8848米的頂峰建氣象站？專業(yè)人士解釋，這是因為峰頂上雪和冰不太好固定，所以在8800米左右找個基巖的面上進行固定。

珠峰位于極高區(qū)域。今年以來，珠峰科考專家和科考登頂隊員克服重重困難，陸續(xù)在海拔5200米、7028米、7790米和8300米，架設了4個自動氣象站。加上2021年在海拔6500米、5800米及5400米架設的3個自動氣象站，一個從海拔5200米至8300米之間的7個梯度自動氣象站此前已建成運行，而在海拔8830米架設的這個自動氣象站，是“巔峰使命”珠峰科考活動中架設的最后一個氣象站，相當于海拔梯度氣象站的最后一塊“拼圖”。

珠峰科考隊員架設世界海拔最高的自動氣象站。圖片| 新華社

在珠峰地區(qū)架設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。8個不同梯度的自動氣象站主要是立體監(jiān)測珠峰地區(qū)的氣溫、相對濕度、風向、風速、氣壓和輻射等參數(shù)變化，并且可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時遠程傳輸。

眾所周知，攀登珠峰是一項極具挑戰(zhàn)的行為。攀登者要面臨高寒、缺氧等一系列難題。那么，這些自動氣象站是如何運送上去的呢？

“有些設備儀器是易碎品，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對媒體介紹說。

盡管海拔8300米和8830米的自動氣象站總重都是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備運到8300米，就不是一件簡單的事。

從海拔6500米的前進營地出發(fā)到海拔7028米的北坳營地，隊員要花費接近7個小時，而負重到海拔8830米地方，則會更加消耗時間和體力。中科院青藏高原研究所研究員趙華標介紹，整個設備通過分拆交給登山隊員，他們每人承擔的重量不會超過7公斤。

科考隊員在珠穆朗瑪峰峰頂采集冰雪樣品。 圖片 | 新華社

在極高海拔架設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。趙華標介紹，常規(guī)的氣象觀測一般都在5000米以下，5000米以上很少的，現(xiàn)在正缺少這種高海拔氣象觀測。

海拔8800米的氣象站的建成，超越了英美科學家2019年在珠峰南坡搭建的海拔為8430米的自動氣象站，成為世界海拔最高的自動氣象站。

建成后，研究此區(qū)域的氣溫變化、梯度變化，了解第三極整個地區(qū)的氣溫以及海拔變化，同時也意味著，中國珠峰梯度氣象觀測體系初步建成。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，對高海拔冰川和積雪變化的監(jiān)測意義重大。

已持續(xù)5年的第二次青藏高原綜合科學考察研究，今年開啟了“巔峰使命2022——珠峰極高海拔地區(qū)綜合科學考察研究”。

此次登頂是整個珠峰科考活動的一部分，隊員們圓滿完成相關(guān)科考任務。除了架設高海拔梯度氣象觀測站，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、采集冰雪樣和大氣樣品。登頂隊員還用所帶的高精度探地雷達，對整個珠峰絨布冰川展開測量。

珠峰科考登頂工作小組隊員們安全返回珠峰大本營。圖片| 新華社

“除了測量珠峰峰頂冰雪厚度，峰頂表雪樣品也會采下來，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院青藏高原研究所研究員鄔光劍對媒體表示。

此次珠峰科考由第二次青藏科考隊聯(lián)合西藏登山隊共同實施，主要圍繞西風—季風協(xié)同作用、亞洲水塔變化、生態(tài)系統(tǒng)與生物多樣性、人類活動變化、地球動力學勘測等一系列重大科學問題開展研究。

高海拔地區(qū)陰晴多變，天氣系統(tǒng)相當復雜，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。架設高空探測設備、調(diào)試儀器、氣球灌氣、放球、采集高空數(shù)據(jù)、制作發(fā)布服務專報……氣象保障服務隊抵達珠峰大本營后，按照保障服務方案“聽風觀天”。

比如登頂時機的選擇，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，風速相當于七級左右。“綜合研判近期珠峰地區(qū)大氣環(huán)流相對穩(wěn)定，珠峰頂風力與溫度均適宜登頂。”

專家解釋，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。

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、促進全球生態(tài)環(huán)境保護將產(chǎn)生十分重要的影響。

◎ 來源|綜合北京科技報、南方都市報