青藏科考

雪域高原寻初心,重温来路再出发

文章来源 :
2020-04-02 10:26

青藏高原第二次综合科考大气立体综合2019加强期


观测试验侧记


65年前,“青藏公路之父”慕生忠将军带着“欲将天路变坦途”的愿望,为雪域高原送来了福音,实现了青藏公路的通车。从此,山不再高,路也不再漫长。


时间的齿轮飞速转动,2019年初夏的五月,青藏高原第二次综合科考中科院青藏高原研究所“地气相互作用与气候效应”大气立体综合加强观测试验团队20余人,带着习近平总书记对青藏高原第二次综合科考批示的重托和高原气象人的责任,从格尔木出发,沿着当年开路大军的足迹,重走青藏线:西大滩、沱沱河、那曲,又奔赴珠峰大本营、阿里、藏东南等地,历经15个日夜的鏖战,圆满完成了加强期观测试验任务,用奉献和担当在“生命禁区”书写了高原气象人传奇。


格尔木思源 不负重托


出征前,科考队员们来到中科院青藏高原冰冻圈站基地内,这里既是此次科考征程的起点,也是“青藏研究”的起点,凝缩了“老青藏”的科研历程和历史功绩,从筚路蓝缕奠基业到艰苦奋斗创辉煌,无不浓缩了那代科研人的缩影。



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图1   昔日“老青藏”谈起青藏科考往事


作为位于我国高原腹地开展冰冻圈监测研究的唯一野外观测研究站,该站观测场点集中分布于青藏公(铁)路沿线西大滩至那曲约700公里的范围内(31°59′-35°59′N, 91°58 ′-94°13′E),平均海拔高度4500m以上,沿经向跨越整个高原主体的冰冻圈分布区。自1987年建站以来,观测研究人员日夜值守在荒无人烟、高寒缺氧、物质条件极其匮乏的雪域高原,获得了涵盖高原冻土区气象要素、地表能水平衡过程、多年冻土活动层水热特征、深层地温、多年冻土区温室气体排放、土壤碳氮循环过程以及与地表生态、水文环境相关要素的重要数据,为青藏高原冻土、气候、水文和生态研究及区域经济发展规划提供宝贵的第一手资料。



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图2   科考队员参观中科院青藏高原冰冻圈站格尔木基地



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图3  冰冻圈观测研究站在西大滩设立的多年冻土综合观测站



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图4    雪国列车从西大滩冻土综合观测站呼啸而过


听着青藏科考前辈们兴奋地给队员们讲述当年青藏线科考路上发生的故事,队员们内心被前辈们吃苦耐劳、坚毅不拔的青藏精神所震撼!犹如上了一堂情景式教育课。一批批“老青藏”人,就是在那样极其恶劣的生活环境中,不畏艰难地履行着科研工作者的使命。科考队员他们要在回溯与展望中传承 “老青藏”的血脉基因,用脚丈量,用心致敬,脚步未曾停歇,信念愈发坚定,在未来从格尔木到拉萨的千里科考沿线上继续弘扬“特别能吃苦、特别能战斗、特别能忍耐、特别能团结、特别能奉献”的青藏精神。


沱沱河思进 不辱使命


巍巍唐古拉,滔滔长江水——这里是长江的正源地。


大自然是如此慷慨,把唐古拉山的雪域奇观,毫无保留地展现给一群高原气象人。


大自然又是那么吝啬,夺走了这里50%的氧气,使之成为“生命禁区”。


4534米,这是个令人望而生畏的数字,是全球海拔最高的气象探空站沱沱河站驻地海拔高度,也是屹立在这里的江源气象人的精神高度。作为全球重要资料交换和生态指标站的沱沱河气象站是什么样?长江源气象人又是一群什么样的人?队员们一行乘车翻雪山,过冰河,随着海拔一路升高,缺氧头疼、身体发麻、呼吸渐渐急促众多典型高原反应毫不客气地向队员们袭来,但队员们带着敬仰与向往,克服高反带来的诸多困难,在当天首个探空气球释放时刻前的来到沱沱河气象站,聆听这里的坚守故事,感受高原气象人的情怀。



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图5 科考队员参观学习沱沱河气象站


唐古拉山脉,素有“中华水塔、三江源头”之称,长江,黄河,澜沧江均发源于此。在蒙古语中意为“雄鹰飞不过去的高山”,在这处连雄鹰都飞不过去的地方,长年冰雪皑皑,不见树木,没有花草,天空中几乎看不到飞翔的鸟类。只有连绵不尽的群山、强烈的紫外线和呼啸的大风。一年无四季,一天却有四季,忽儿冰雹交加,鹅毛大雪;忽儿狂风大作,暴雨滂沱;忽而烈日炎炎。在高原工作的人有句话,“躺着就是奉献”。因为严酷恶劣的自然环境,能够在那里工作本身就是一种奉献。在这个生命禁区,一般的人别说干活,连思维都慢了许多,常常突然短路,脑子一片空白。但就是这样一个空气稀薄,地势高寒的气候条件恶劣的地方,自1956年建站开始,几代长江源气象人风雨无阻,每天清晨和傍晚的7点15分两个时刻,探空气球总会照常升起,从云端接收回一组组珍贵气象数据,这些数据对于研究整个青藏高原气候环境乃至全球气候变化都有着极高的科学价值和研究价值。通过和沱沱河气象站人的深度交流,队员们真正触摸到了高原气象人的内心,这群顶天立地的高原气象人,上得来、待得住、干得好,诠释了什么是真正的奉献,这群高原气象人年复一年顶风冒雨探空放球,日复一日挑战生命极限坚守,他们的青春汗水,是发送出的一条条气象报文数据;他们的身影,是高原上上一座座精神丰碑…



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图 6  立夏甫过,碧天静,霜满地。科考队参观沱沱河气象站观测场20m高大气边界层观测铁塔


藏北思笃 薪火相传


就像孩子丢失了糖果,科考队员们“丢失”了季节。这是科考队员们在青藏高原的切实体会。在度过万物复苏、花香遍野的初夏的5月,队员们却披上厚重的冲锋衣,沿着一路冰雪的青藏公路驶向遥远的藏地,踏上了这片与天相接、浩瀚辽远的雪域高原。时间与地域随着车窗外的景物飞驰而过,让人仿佛丢失了春天,转瞬进入天寒地冻的冰雪世界。没有到过青藏线的人,很难真正理解“高寒缺氧”这四个字的含义。在这里,他们面临的是极高、极寒、极干、极变的极地挑战。平时在低海拔地区司空见惯的氧气,在平均海拔超过4000米的青藏线上,就成了奢侈品,空气含氧量只有平原地区的50%。当他们踏上青藏高原的那一刻,由于高原反应,感觉到头发胀、脚发软,快走几步就气喘吁吁,这时才真正体会到在高原工作的艰辛和不易。藏北高原的内核仿佛永远冷硬,冰封了春意,却阻止不了科考队员们的脚步,队员们心中有科学梦想,脚下有力量,克服高反对身体带来的挑战,沿途先后参观了位于高原亚寒带半湿润气候区的中科院那曲高寒气候观测研究站(31.37°N,91.90°E,海拔4509m)、天湖之滨的中科院青藏纳木错多圈层综合观测研究站(30°46.44‘N,90°59.31’E,海拔4730m),以及青藏公路沿线D105、D110、newD66等数个观测点,他们的来到给苦寒的观测站添加了春天和色彩…。在听取观测研究站负责人对站点周围环境、地理特征、生态要素特征与地质人文历史的介绍之后,科考队员详细了解了仪器设备的运行情况及观测数据,并就观测站点监测位置、空间范围、观测要素(大气、水体、土壤、植被)、传感器安装等问题与观测人员进行了深入交流,终有所悟,为何这片高寒之地让如此众多科学家痴迷不已?青藏高原——不仅是他们心中的高地,更是全球地球科学系统研究的高地!他们常怀青藏心,甘为孺子牛的奉献和付出为地球第三极科学研究的科研之本——可靠、持续、高质量的观测数据的获得夯基础、强根基。



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图7 “新青藏”正在聆听“老青藏”队员观测站建设往事



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图8 “新青藏”与“老青藏”交流仪器观测经验


高原思远 再创辉煌


青藏高原作为隆起的巨大地形,大气在经过高山地形时,产生动力作用和热力作用,使大气环流形式发生变化。由于青藏高原地处我国天气上游的气候敏感区,是影响我国天气系统的重要位置,具有独一无二的科学研究价值。为研究高原地区大气热力和动力过程,作为天气预报和气象分析的重要的基础的高空气象数据是非常必需的,因此探究不同高度大气温湿度、大气气压、风速(向)等气象数据是一项非常重要的工作。但目前西藏只有5个探空站(定日、拉萨、林芝、那曲和昌都),平均下来每24万平方公里才有1个探空站,站距300至500公里,且均处在西藏东南和北部地区;对于广袤的西部和西北部地区,站点却异常稀疏,与全国平均间距小于250公里的站距要求相差甚远。因此,通过加密布设探空探空试验,获取更准确、全面的探测要素资料,将对研究影响我国天气气候形成的机理产生重要意义。因此,队员们一到拉萨,顾不得休息又马不停蹄分别前往西藏各地开展试验前准备工作,此次立体综合加强观测试验是在受西风-季风活动断面上的喜马拉雅山南北麓境内外八地同时进行,分别是尼泊尔、珠峰、藏东南、阿里、那曲、平凉、沱沱河、敦煌。立体观测试验站点涵盖了青藏高原及周边地区的荒漠砾石、林间草地、高寒草甸、黄土塬上、戈壁沙漠等诸多典型陆地下垫面。



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图9  强风是释放探空气球的“大敌”,为防止气球被强风吹向地面而被扎破或因球体强烈形变而破裂。在戈壁气球释放点的队员们只好利用防雨布临时支起防风,利用围栏一角,进行气球充气准备工作。


在地面,可通过实时软件对探空气球进行监测(图13),时刻都能知晓气球的位置和其周围空气湿度、温度和气压。此次试验所用探空气球的极限高度一般是30 km 左右。在大约60分钟的上升的过程中,以每秒 5-8 米左右速度穿越大气对流层到达平流层,传输回地面成千上万的数据,随着空气压的减小,气球体积逐渐膨胀,当超出气球最大体积后,气球胀破,悬挂其下的探空仪,将和气球一起掉落到大约方圆40公里外的地方。



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图10 地面监控人员密切注视气球动向


在探空试验期间,不论雨雪霏霏还是朔风凌冽,探空气球都会定点、定时升空。若遇上暴雨、雷电等恶劣天气,气球在升空前或途中遭遇“不测”,还要在规定时间内,抢时间立即再补放一个。由于气球和探空仪都是一次性消耗品,探空一次,使命就结束了。算上气球、氦气、探空仪的成本,放飞一个探空气球要花费约3000元,一天4个就要12000元,整个加密观测期间,探空试验耗材花费数十万元,队员们不敢有丁点闪失。这群‘探天人’就像照顾自己孩子一样,精心呵护,确保了气球在高原的每一次放飞。多少次晨曦初露和霞烧西方,队员们的目光伴随着气球逐渐升高,直至那个白色的小点消失在高原蔚蓝的天空中,似一朵朵耀眼的火花,一簇簇怒放的鲜葩,构筑成高原大气高空资料的汪洋。队员们久久仰望气球,因为他们深知每只气球的成功施放,都伴随着科研人员的呵护和盼望…… 



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图11  怀揣着探索高原高层大气梦想,“探天人”放飞气球


传承青藏精神 继承青藏事业


“在高原上工作,最稀缺的是氧气,最宝贵的是精神。”一代代高原气象人传承红色基因,把“青藏精神”融入血脉,用“青藏精神”滋润出的精神之花、理想之花朵朵绚烂,盛开雪域高原,盛开在科考队员们心中。“横空出世,莽昆仑,阅尽人间春色……”毛泽东的词句还在昆仑山口回荡,新一代高原气象人继往开来再出发正在青藏科考征程上大步向前!


作者:丁张巍

审核:马耀明 马伟强