記者 吳月輝
“以前是登山隊帶著科考隊，現(xiàn)在是科考隊帶著登山隊?！比涨霸诳萍疾颗c中科院聯(lián)合舉辦的“巔峰使命”珠峰科考學(xué)術(shù)交流會議上，中國科學(xué)院院士、第二次青藏科考隊隊長、珠峰科考總指揮姚檀棟指出，本次科考實現(xiàn)了從“登山科考”到“科考登山”的模式轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了從“我要征服你”到“我要了解你”的思路轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了新技術(shù)和新手段的應(yīng)用。
今年5月，“巔峰使命2022——珠峰極高海拔地區(qū)綜合科學(xué)考察研究”在西藏珠峰地區(qū)成功開展實施。這是第二次青藏科考啟動以來，一次學(xué)科覆蓋面廣、參加科考隊員多、儀器設(shè)備先進的綜合性科考。
(資料圖片僅供參考)
本次科考有哪些亮點？取得了哪些成果？記者深入采訪了相關(guān)專家。
在不同海拔高度同時段獲取冰芯樣品，研究全球變暖對高海拔冰川的影響
冰芯是研究青藏高原氣候環(huán)境變化的密碼。青藏高原的冰川一般有幾百米厚，是積累了幾千年甚至上萬年才形成的，從中打出的冰芯，記載著青藏高原的氣候和環(huán)境變化情況。
極高海拔冰芯鉆取小組組長、中科院青藏高原所研究員徐柏青說：“一根冰芯，從頂部到底部，代表著不同的年代。冰芯里面包含的各種物質(zhì)都是研究的對象?！?/p>
珠峰地區(qū)鉆取冰芯并不是第一次，但今年科考隊第一次在不同海拔高度同時段獲取冰芯樣品。
為什么要這么做？徐柏青告訴記者：“不同海拔高度的大氣環(huán)流形勢是完全不一樣的。我們通過從珠峰不同海拔高度獲取冰芯，來回溯不同歷史時期、不同海拔高度的環(huán)境變化。它可以直接反映在全球氣候變化背景下，在不同的海拔梯度上，全球變暖對冰川消融過程的影響?！?/p>
為了趕在季風(fēng)來臨前完成鉆取和運送工作，保證冰芯的質(zhì)量，此次珠峰科考的冰芯鉆取工作都是在極寒的夜間進行，溫度達到零下20多攝氏度，風(fēng)力高達七八級。鉆取完成后，科考隊員會根據(jù)需要把冰芯剪成一段一段，用定制的塑料袋把它們封存起來，標注基本信息，連夜轉(zhuǎn)運到海拔5200米的珠峰大本營，最終送至中科院青藏高原研究所拉薩部的冰芯庫。
經(jīng)過科考團隊的努力，此次珠峰科考共成功獲取了3根分別來自海拔6500米、7028米和8848米的冰雪樣品。
“我們在海拔6500米的東絨布冰川鉆取透底冰芯時發(fā)現(xiàn)，冰川底部的溫度是零下8攝氏度，冰川表面的溫度是零下4至5攝氏度，表面比底部高出3攝氏度左右。”徐柏青認為，這顯示珠峰冰川上部溫度升高，冰面消融加強，正在從冷冰川變成溫冰川。
徐柏青告訴記者，全球變暖對冰川里面的熱結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了很重要的影響?！俺霈F(xiàn)了一種倒置性的冰溫結(jié)構(gòu)，就是底部的冰溫很低，反而越往上冰溫越高。這樣一來，對整個冰川的動力過程和消融過程都會產(chǎn)生很重要的影響?！?/p>
在位于拉薩的冰芯庫，專家們對珠峰采集的冰雪樣品展開了初步的測量分析，發(fā)現(xiàn)峰頂冰雪樣比想象中更濕潤，極高海拔冰雪在加速暖化和融化。
徐柏青說：“冰芯里面發(fā)育了大量的冰層，有的能達到一兩厘米厚，而且粒雪非常濕，顯示很強烈的消融。這也進一步證明，全球變暖對于整個中低緯度海拔七八千米以上冰川的影響應(yīng)該是很強烈的?！?/p>
此外，分析結(jié)果還顯示，極高海拔環(huán)境變化具有顯著的梯度特征。1860年以來，珠峰極高海拔地區(qū)印度季風(fēng)降水變化幅度巨大，且自20世紀50年代以來持續(xù)降低，而人類活動的環(huán)境影響在持續(xù)加強。
釋放我國自主研發(fā)的臭氧探空氣球、“極目一號”Ⅲ型浮空艇等，探索珠峰地區(qū)大氣的演變規(guī)律
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”。
此次珠峰科考中，中國科學(xué)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，在海拔5200米的珠峰大本營首次釋放我國自主研發(fā)的臭氧探空氣球，探空高度最高達到39.1公里。
朱彤說：“平流層中間有部分臭氧，其濃度覆蓋的高度在30到40公里。探空氣球到達39公里，基本上覆蓋了整個臭氧層的濃度，可以得到比較完整的數(shù)據(jù)。這個數(shù)據(jù)對我們了解整個青藏高原特別是珠峰地區(qū)大氣的演變規(guī)律非常重要。”
通過對數(shù)據(jù)的初步分析，科研人員首次證實珠峰地球臭氧濃度高。“通過進一步分析，有望揭示青藏高原高臭氧濃度自平流層的垂直輸送或西風(fēng)帶的水平輸送，對高原大氣氧化性起著決定作用。”朱彤說。
青藏高原是季風(fēng)和西風(fēng)的巨型“調(diào)節(jié)器”。科考隊在珠峰大本營和珠峰站不同海拔高度的樣地開展了珠峰地區(qū)西風(fēng)—季風(fēng)協(xié)同作用及其影響強化探測試驗。
珠峰科考西風(fēng)—季風(fēng)協(xié)同作用及其影響分隊長、中科院青藏高原研究所研究員馬耀明說：“初步分析發(fā)現(xiàn)，珠峰大本營有非常強的冰川風(fēng)存在，珠穆朗瑪峰北坡地區(qū)強大的熱力效應(yīng)導(dǎo)致對周邊大氣的抽吸作用，是這一地區(qū)白天強風(fēng)天氣的主要驅(qū)動力。研究發(fā)現(xiàn)，5月初西風(fēng)環(huán)流對喜馬拉雅山大氣邊界層有顯著影響。”
長期以來，由于高原大氣主要溫室氣體濃度的觀測數(shù)據(jù)匱乏，相關(guān)研究工作缺乏足夠的數(shù)據(jù)支持。本次科考利用直升機和浮空艇新平臺，首次對珠峰地區(qū)二氧化碳、甲烷的垂直分布進行了測量，獲取了珠峰地區(qū)二氧化碳、甲烷的地面濃度及其通量變化、柱濃度及其垂直分布特征。
“目前，我們觀測的初步結(jié)果是，拉薩到珠峰大本營大氣中的二氧化碳和甲烷濃度是逐步下降的，但6500米至7000米左右甲烷濃度非常高，可能在高空存在外源甲烷輸入?！敝袊茖W(xué)院院士、珠峰科考生態(tài)系統(tǒng)分隊長、中科院青藏高原研究所研究員樸世龍說，“這一研究成果有助于準確估算青藏高原生態(tài)系統(tǒng)碳源匯功能，為實現(xiàn)‘雙碳’目標提供數(shù)據(jù)支撐?！?/p>
地表和大氣的相互作用影響氣候、水、大氣環(huán)流和空氣質(zhì)量等，其中一種過程的變化會影響其他過程變化。為準確揭示地表和大氣的相互作用過程，為模型優(yōu)化提供關(guān)鍵科學(xué)數(shù)據(jù)，此次科考中我國自主研發(fā)的“極目一號”Ⅲ型浮空艇發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
科考期間，浮空艇搭載多種觀測儀器，成功完成10次升空大氣科學(xué)觀測，最高升空至9050米，超預(yù)期完成了觀測任務(wù)。
珠峰科考浮空艇綜合垂直觀測小組組長、中科院青藏高原研究所研究員高晶說：“我們首次在珠峰地區(qū)獲得了地表至對流層上部的多項高空大氣變化珍貴數(shù)據(jù)，包括水汽穩(wěn)定同位素、黑碳濃度、粉塵含量、甲烷濃度、二氧化碳濃度和風(fēng)溫濕壓等氣象參數(shù)，為揭示西風(fēng)傳輸影響下的青藏高原環(huán)境變化提供了重要科學(xué)依據(jù)，將為研究青藏高原、珠峰地區(qū)水循環(huán)和碳循環(huán)過程提供新的認識。”
開展大規(guī)模人體極高海拔適應(yīng)研究，獲得寶貴的生物樣本和環(huán)境數(shù)據(jù)
在珠峰極高海拔地區(qū)工作、生活，人體會發(fā)生怎樣的變化呢？此次珠峰科考，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。
“我們重點是想探究在極高海拔區(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，人體接觸到一些污染物，比如空氣污染等，這些又會對人體產(chǎn)生怎樣疊加效應(yīng)的傷害？”朱彤介紹。
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，背著登山包，拄著登山杖，在珠峰登山大本營和絨布冰川之間來回徒步。拉練過程中，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米甚至更高海拔處，為后續(xù)研究提供樣本支撐。
探尋低壓缺氧和高濃度臭氧共暴露對高原急進人群的健康影響，也是此次科考研究的任務(wù)之一。團隊首次對高原常駐和短居人群的健康影響開展人群研究，獲得了寶貴的生物樣本和環(huán)境數(shù)據(jù)。
在長達一個多月的時間里，科考團隊已完成5種生物樣品、約200人次訪視，共計約1000份生物樣本的采集。
朱彤說：“后續(xù)通過進一步分析獲得的這些健康數(shù)據(jù)和樣本，有望揭示低壓缺氧和高濃度臭氧共暴露對急進高原人群的心肺健康以及血液循環(huán)、表觀遺傳、蛋白質(zhì)合成修飾、代謝改變、免疫及生理功能改變等影響的機制?！?/p>
由于課題周期長，許多研究數(shù)據(jù)還在收集和整理中。朱彤認為，隨著獲取更多的結(jié)果，有望從現(xiàn)象中總結(jié)出規(guī)律，進而為在高海拔區(qū)域生產(chǎn)生活或短期來訪的人群，提供有針對性的預(yù)防和保護措施。
