“巔峰使命”珠峰科考背后的國(guó)產(chǎn)黑科技

賈璇

山高人為峰，人生也是一場(chǎng)攀登。

5月4日，13名中國(guó)珠峰科考隊(duì)員成功登頂珠穆朗瑪峰。這是我國(guó)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。

當(dāng)日12時(shí)46分許，一套重達(dá)50公斤的自動(dòng)氣象觀測(cè)站，在珠穆朗瑪峰北坡海拔8830米處架設(shè)成功，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳回正常。

這也是世界上海拔最高的自動(dòng)氣象觀測(cè)站，可持續(xù)監(jiān)測(cè)世界屋脊的氣象變化。刷新了中國(guó)自動(dòng)氣象觀測(cè)站的架設(shè)高度紀(jì)錄，獲取的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)填補(bǔ)了珠峰極高海拔氣象記錄空白，也意味著中國(guó)珠峰梯度氣象觀測(cè)體系初步建成。

隊(duì)員登頂后，將分成3組同時(shí)完成3項(xiàng)任務(wù)。包括在8800米架設(shè)全球海拔最高的氣象站、用高精度雷達(dá)測(cè)量冰雪厚度以及進(jìn)行人體極高海拔適應(yīng)機(jī)制實(shí)驗(yàn)等。

4月28日，“巔峰使命”珠峰科考全面啟動(dòng)，共計(jì)5個(gè)科考分隊(duì)、16支科考小組，270多名科考隊(duì)員參加。這也是繼2017年第二次青藏科考以來(lái)，學(xué)科覆蓋面最廣、參加科考隊(duì)員最多、采用的儀器設(shè)備最先進(jìn)的綜合性科考，是人類在珠峰地區(qū)開(kāi)展極高海拔綜合科學(xué)考察研究的一次壯舉。

2021年以來(lái)，珠峰科考專家和登頂隊(duì)員在海拔5200米至8300米的珠峰北坡，陸續(xù)建成運(yùn)行7套自動(dòng)氣象觀測(cè)站。它們呈階梯分布，可精準(zhǔn)實(shí)測(cè)珠峰北坡的氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和太陽(yáng)輻射等數(shù)據(jù)。通過(guò)收集的氣象數(shù)據(jù)，可進(jìn)一步研究極高海拔的氣象要素變化特征，對(duì)高海拔冰川和積雪變化的監(jiān)測(cè)意義重大。

在海拔5200米的珠峰大本營(yíng)，天氣可謂一天三變，中午刮起七八級(jí)大風(fēng)，晚上就可能下起小雪。為了確保珠峰科考隊(duì)員的安全及登頂，珠峰科考引入了氣象保障機(jī)制。此次，肩負(fù)該任務(wù)的是由中科院青藏高原研究所、中國(guó)氣象科學(xué)研究院（以下簡(jiǎn)稱氣科院）和西藏自治區(qū)氣象局等單位組成的“西風(fēng)—季風(fēng)協(xié)同作用及影響分隊(duì)”（以下簡(jiǎn)稱分隊(duì)）。

為了更好掌握數(shù)據(jù)，氣科院團(tuán)隊(duì)在珠峰大本營(yíng)架設(shè)了多款國(guó)產(chǎn)“神器”，微波輻射計(jì)就是其中之一，用于測(cè)量高海拔地區(qū)不同高度的溫度、濕度等氣象要素。

中國(guó)氣象科學(xué)研究院的科考人員在國(guó)產(chǎn)微波輻射計(jì)前合影

隊(duì)員進(jìn)行相關(guān)科研工作

部分科考隊(duì)員及分隊(duì)隊(duì)員合影

據(jù)中國(guó)氣象局此前介紹，微波輻射計(jì)作為一款被動(dòng)接收微波信號(hào)的遙感器，是根據(jù)自然界所有物體都會(huì)輻射電磁波的原理制成的。利用接收來(lái)自不同高度和角度上的大氣微波輻射信號(hào)，定量匹配成電壓信號(hào)，再通過(guò)反演獲得溫度和濕度曲線。該設(shè)備不僅用于強(qiáng)對(duì)流天氣探測(cè)，還可以監(jiān)測(cè)日常天氣過(guò)程。

此外，氣科院團(tuán)隊(duì)還架設(shè)了激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)，可監(jiān)測(cè)從大本營(yíng)到珠峰頂端中間不同高度的風(fēng)力、風(fēng)向和風(fēng)速等要素。開(kāi)展了連續(xù)的大氣溫度和水汽垂直廓線觀測(cè)，對(duì)于檢測(cè)中小尺度天氣過(guò)程中的熱力結(jié)構(gòu)以及降水等快速變化的天氣過(guò)程提供連續(xù)的數(shù)據(jù)支持，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)氣象觀測(cè)時(shí)間分辨率不足的缺點(diǎn)。

值得注意的是，氣科院團(tuán)隊(duì)在珠峰進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)探空儀同球觀試驗(yàn)。在無(wú)線電探空氣球上安裝氣象監(jiān)測(cè)儀器，可以探測(cè)到高海拔地區(qū)重要的氣象要素。

據(jù)中科院青藏高原研究所研究員馬耀明介紹，氣球可以升到2萬(wàn)米以上，探測(cè)地面到2萬(wàn)米以上區(qū)域溫度、濕度和氣壓的變化，得到垂直的水熱變化廓線。同時(shí)，把數(shù)據(jù)輸入預(yù)報(bào)車(chē)?yán)铮A(yù)報(bào)現(xiàn)時(shí)以及明后天的天氣變化。探空氣球的釋放，也標(biāo)志著珠峰科考?xì)庀蟊Ｕ吓c氣候科考正式啟動(dòng)。

通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)證明，國(guó)產(chǎn)探空儀相較于國(guó)外同類產(chǎn)品，具備成本低、操作簡(jiǎn)單、便攜、準(zhǔn)備時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，能夠適用于多種氣象條件下的快速氣象觀測(cè)和氣象研究任務(wù)。

5月5日，據(jù)“巔峰使命”珠峰科考前方指揮部消息，當(dāng)日17時(shí)10分，13名科考登頂隊(duì)員在圓滿完成任務(wù)后，全部安全下撤到海拔5200米的珠峰大本營(yíng)。目前，隊(duì)員們雖然體力消耗很大，但總體身體狀態(tài)良好，正在大本營(yíng)休息調(diào)整。

自20世紀(jì)50年代起，我國(guó)開(kāi)展了超過(guò)6次的珠峰科考活動(dòng)，包括70年代開(kāi)展的第一次大規(guī)模青藏高原綜合科學(xué)考察研究。

曾經(jīng)我國(guó)的珠峰科考還使用羅盤(pán)辨別方向，如今則用上眾多先進(jìn)的儀器裝備。比如高精度雷達(dá)、無(wú)人機(jī)、飛艇，還有直升機(jī)等，很多還是首次使用。

值得一提的是，這次登頂現(xiàn)場(chǎng)視頻暢通快速地傳回后方，信號(hào)質(zhì)量可保障直播，要?dú)w功于珠峰峰頂實(shí)現(xiàn)的5G信號(hào)覆蓋。

據(jù)介紹，此次的通信保障由中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合華為公司完成。通過(guò)3個(gè)海拔5300米5G基站，部署千兆專網(wǎng)，啟用海拔5100米絨布寺高清球機(jī)，應(yīng)用大帶寬多通道和超遠(yuǎn)距離覆蓋技術(shù)，實(shí)現(xiàn)中國(guó)移動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)從珠峰大本營(yíng)向珠峰營(yíng)地至峰頂?shù)巧骄€路全線信號(hào)連續(xù)覆蓋，有效保障珠峰現(xiàn)場(chǎng)的媒體高清/VR直播、新聞報(bào)道等企業(yè)級(jí)通信需求。

此外，在本次科考隊(duì)中，還有一名特殊的成員，它是首款5G遠(yuǎn)程遙控“高原科考機(jī)器人”，由中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所和深圳優(yōu)艾智合機(jī)器人科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱優(yōu)艾智合）共同研發(fā)。

該機(jī)器人駐守在珠峰大本營(yíng)的最高點(diǎn)，利用快速移動(dòng)能力和超高清視頻監(jiān)控能力，在復(fù)雜的氣象變化中，實(shí)時(shí)關(guān)注位于海拔8000米以上的科考隊(duì)員動(dòng)向，為科考指揮團(tuán)隊(duì)提供穩(wěn)定的實(shí)時(shí)信息。

據(jù)優(yōu)艾智合相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，高原科考機(jī)器人搭載了360度SLAM激光導(dǎo)航系統(tǒng)和北斗定位系統(tǒng)，讓科考定位實(shí)現(xiàn)厘米誤差;采用超低溫電池，可在珠峰低溫環(huán)境下連續(xù)工作8小時(shí);專為科考活動(dòng)配備了360度可旋轉(zhuǎn)、40倍光學(xué)變焦的高清攝像頭，有效地降低了科考人員的體力消耗;配置的紅外熱成像攝像頭，可在寬闊的珠峰區(qū)域，捕捉到野生動(dòng)物的活動(dòng)軌跡。