文王新同
我國境內有4.8 萬余條冰川,在過去50 年間,隨著全球氣候變暖,有8000 多條冰川已經消失。正當無數人為之憂心忡忡時,王飛騰根據自己為北京冬奧會賽道研制人造冰狀雪的經驗,摸索出一種非常有創意的做法,給冰川“蓋被子”。
王飛騰1983 年出生在山西太原市,父母都是知識分子。受家庭環境的熏陶,他從小就擁有著強烈的求知欲和好奇心。有一次,王飛騰看了一部有關西藏冰川的紀錄片后,大開眼界。冰川不僅很美,它周圍還伴有許多獨特的自然景觀,如湖泊、森林和草地等。山上覆蓋著厚厚的積雪,山下的湖水呈淡藍色,看起來非常美。
后來,王飛騰考入山東煙臺師范學院地理系。2004年,他第一次實地接觸冰川。當時,王飛騰剛讀研究生,跟隨導師去登海拔4000 多米的天山烏魯木齊河源1 號冰川。沿途山高谷深,地勢落差極大,冰川融水源源不絕。越接近冰川,氣溫越低,他竟在一天內感受到了四季的溫度變化。
王飛騰最先研究的是成冰過程。他在冰川上挖一個雪坑,并在每層積雪上做標志,每周上一趟冰川進行觀察、記錄。在山地冰川,成冰過程是緩慢的,500 克的新雪往往只有約20 克到30 克能保留在冰川中。不知不覺,王飛騰觀察了三年。此后多年,他堅持在不同的冰川高海拔區域進行野外觀測。2009 年,王飛騰在中國科學院寒區旱區環境與工程研究所,獲得了理學博士學位,并獲中科院院長優秀獎學金。
多年來,王飛騰奔赴全國各地調查和研究冰川。這是一個苦差事,人跡罕至,環境原始。有一次,王飛騰在西藏尋找冰川,路上發現一種叫蕁麻的植物,開著穗狀的小花,莖葉生細毛。由于道路崎嶇艱難,需要拉拽植物或樹枝攀爬,當時,他手一拉到蕁麻,就感到像被棒子痛擊了一下,所有接觸葉子的皮膚都麻了,每個毛孔都像被蘸了辣椒水的針給刺了,長久腫痛不已,讓他痛苦萬分。
王飛騰(中)帶領團隊進行科考工作
路上除了帶刺的植物,還有讓人皮膚嚴重過敏的漆樹等。這里的蜜蜂和蜈蚣等毒性也頗強,如果被咬到,不抓到皮破血流,完全無法解癢。王騰飛一天之內被咬過好幾次,手腳到處腫脹,所以,普通人很難想象到“冰川人”的艱辛。
令王飛騰憂心的是,我國境內有4.8 萬余條冰川,總面積超過5 萬平方公里,可是隨著全球氣候變暖,50 年間,有8000 多條冰川已經徹底消失。2020 年,他發現連我國著名的達古冰川,其面積也已經縮減了70%。冰川在加速消融,尤其是數量眾多的小冰川,若不進行人工干預,將面臨全面消融。
阻止冰川融化,是個世界性難題,通過怎樣的科學手段才能做到呢?無數個夜晚,王飛騰夜不能寐,一直在苦苦思索這個問題。
王飛騰沒想到,為北京冬奧會造“冰狀雪”的攻關項目,卻讓他頗受啟發。當時我國還沒有合格的冰狀雪賽道,必須研制出適合奧林匹克賽事專用的冰狀雪。接到雪務保障攻關任務時,當時擔任冰凍圈科學國家重點實驗室副主任的王飛騰,還在野外冰川上考察,他趕忙飛向北京冬奧雪場。
王飛騰介紹說,造雪、儲雪任務,并不是用造雪機把雪造出來,往雪道上一鋪那樣簡單,因為賽事用雪有彈性、濕度、密度方面的嚴格要求。
王飛騰帶領大家輾轉哈爾濱、阿勒泰等地的滑雪場,進行冰狀雪制作試驗。讓雪穿上冰外衣有上百種方法,不同水壓、注射幾秒、停滯幾秒再注射……他們一遍又一遍檢測冰雪硬度是否達標、冰雪顆粒是否均勻。最終,不同氣溫條件的冰狀雪賽道制作技術被攻克。
如果說冰川研究是科學問題,那儲雪更像工程問題。但國內外儲雪的研究非常少,涉及文獻不超過10 篇。大陸季風型氣候、場館建設工期等的限制并不允許雪長期儲存,儲雪必須在賽事將近之時進行。隨著一座人工雪山矗立在賽道旁,團隊又根據不同的氣象條件,結合太陽光照射率等參數,選取經濟性和實用性俱佳的土工布方案,給“雪山”蓋上“被子”,延長雪的使用壽命。
經歷千辛萬苦后,王飛騰和團隊成員終于為北京冬奧會成功打造出了優質冰狀雪賽道,從而保障了賽事的順利進行。此后,王飛騰就開始琢磨,能不能把這個辦法用在冰川保護上?他瞄準了太陽輻射管理方法,在冰川表面鋪蓋隔熱反光材料,給冰川“蓋被子”,增大冰川表面的反照率,以達到減少太陽輻射、降低溫度、減緩消融的目的。
有了這個大膽想法后,王飛騰去了被稱為“冰川遺跡百花園”的達古冰川。達古冰川位于四川省阿壩黑水縣境內,屬于典型的海洋型冰川,加之總面積較小,對氣候變化的反應尤為敏感。王飛騰判斷,按照它當時的速度消融,5 年~10 年后,達古冰川就會徹底消失。
兩個月后,王飛騰通過對比數據驚喜地發現,“蓋被子”的冰川消融速度明顯變慢,與沒做任何防護措施的相比,減緩冰川消融一米多。事實證明,這種方法很有效。
歐美專家認為,中國達古冰川“蓋被子”試驗,是全球寥寥幾個走向實踐的太陽輻射管理試驗,對于應對全球變暖、緩解冰川消融,有很好的示范效應。
在達古冰川的保護性試驗取得成功后,王飛騰又和一些科研單位聯系,希望通過合作的方式,研制出一種高效的高科技隔熱材料。令他興奮的是,南京大學積極研究面向冰川保護的輻射制冷技術,經過科技攻關,近兩年,他們研制出一款新材料“聚合物納米纖維薄膜”,能夠實現低于環境溫度5℃~7℃的制冷效果。
2021 年夏天,在天山烏魯木齊河源一號冰川進行試驗,結果50 天內冰層增厚140 厘米。有關專家總結說,這種納米材料有幾大優勢:可見、近紅外波段反射率高達90%以上,制冷功率高,能進一步延緩冰層、積雪的融化;材料疏水,長期穩定性好,不易受污染;易鋪設、好回收,可重復使用。
2022 年夏天,王飛騰率領團隊在達古冰川“蓋被子”區域旁邊,又重新鋪設了500 平方米的試驗場。他們運用無人機、三維激光掃描技術等手段觀測記錄,結果驚喜地發現,運用新型納米材料鋪設的區域,其試驗效果更為顯著,初步估計能夠有效減緩80%以上的冰川消融。此舉為全面尋求冰川保護,提供了非常寶貴的經驗。2023 年8月,一批西方科學家來到達古冰川實地考察后,對之贊不絕口。
與冰川結緣近20 年,王飛騰不斷尋找著新辦法,為探尋冰川保護路徑提供借鑒,延續冰川的壽命。“我們給冰川開了藥方,但阻斷不了它消亡,只能減緩。”他說:“這是一門冷學科,所以需要付出更多的熱情,我愿意做一輩子的‘冰川醫生’。”