從“登山科考”轉為“科考登山”

科考隊員在珠峰海拔8800米以上架設自動氣象站。新華社特約記者 索朗多吉攝

停駐在發放場地的“極目一號”Ⅲ型浮空艇。新華社記者 孫 非攝

　　“以前是登山隊帶著科考隊，現在是科考隊帶著登山隊。”日前在科技部與(yu) 中科院聯合舉(ju) 辦的“巔峰使命”珠峰科考學術交流會(hui) 議上，中國科學院院士、第二次青藏科考隊隊長、珠峰科考總指揮姚檀棟指出，本次科考實現了從(cong) “登山科考”到“科考登山”的模式轉變，實現了從(cong) “我要征服你”到“我要了解你”的思路轉變，實現了新技術和新手段的應用。

　　今年5月，“巔峰使命2022——珠峰極高海拔地區綜合科學考察研究”在西藏珠峰地區成功開展實施。這是第二次青藏科考啟動以來，一次學科覆蓋麵廣、參加科考隊員多、儀(yi) 器設備先進的綜合性科考。

　　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(guan) 專(zhuan) 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(wan) 年才形成的，從(cong) 中打出的冰芯，記載著青藏高原的氣候和環境變化情況。

　　極高海拔冰芯鑽取小組組長、中科院青藏高原所研究員徐柏青說：“一根冰芯，從(cong) 頂部到底部，代表著不同的年代。冰芯裏麵包含的各種物質都是研究的對象。”

　　珠峰地區鑽取冰芯並不是第一次，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(wei) 什麽(me) 要這麽(me) 做？徐柏青告訴記者：“不同海拔高度的大氣環流形勢是完全不一樣的。我們(men) 通過從(cong) 珠峰不同海拔高度獲取冰芯，來回溯不同曆史時期、不同海拔高度的環境變化。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。”

　　為(wei) 了趕在季風來臨(lin) 前完成鑽取和運送工作，保證冰芯的質量，此次珠峰科考的冰芯鑽取工作都是在極寒的夜間進行，溫度達到零下20多攝氏度，風力高達七八級。鑽取完成後，科考隊員會(hui) 根據需要把冰芯剪成一段一段，用定製的塑料袋把它們(men) 封存起來，標注基本信息，連夜轉運到海拔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(men) 在海拔6500米的東(dong) 絨布冰川鑽取透底冰芯時發現，冰川底部的溫度是零下8攝氏度，冰川表麵的溫度是零下4至5攝氏度，表麵比底部高出3攝氏度左右。”徐柏青認為(wei) ，這顯示珠峰冰川上部溫度升高，冰麵消融加強，正在從(cong) 冷冰川變成溫冰川。

　　徐柏青告訴記者，全球變暖對冰川裏麵的熱結構產(chan) 生了很重要的影響。“出現了一種倒置性的冰溫結構，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(ge) 冰川的動力過程和消融過程都會(hui) 產(chan) 生很重要的影響。”

　　在位於(yu) 拉薩的冰芯庫，專(zhuan) 家們(men) 對珠峰采集的冰雪樣品展開了初步的測量分析，發現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：“冰芯裏麵發育了大量的冰層，有的能達到一兩(liang) 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，全球變暖對於(yu) 整個(ge) 中低緯度海拔七八千米以上冰川的影響應該是很強烈的。”

　　此外，分析結果還顯示，極高海拔環境變化具有顯著的梯度特征。1860年以來，珠峰極高海拔地區印度季風降水變化幅度巨大，且自20世紀50年代以來持續降低，而人類活動的環境影響在持續加強。

　　釋放我國自主研發的臭氧探空氣球、“極目一號”Ⅲ型浮空艇等，探索珠峰地區大氣的演變規律

　　青藏高原氣候環境變化對世界其他地區而言，可謂“牽一發而動全身”。

　　此次珠峰科考中，中國科學院院士、北京大學環境科學與(yu) 工程學院院長朱彤帶領珠峰大氣與(yu) 人體(ti) 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的臭氧探空氣球，探空高度最高達到39.1公裏。

　　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公裏。探空氣球到達39公裏，基本上覆蓋了整個(ge) 臭氧層的濃度，可以得到比較完整的數據。這個(ge) 數據對我們(men) 了解整個(ge) 青藏高原特別是珠峰地區大氣的演變規律非常重要。”

　　通過對數據的初步分析，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帶的水平輸送，對高原大氣氧化性起著決(jue) 定作用。”朱彤說。

　　青藏高原是季風和西風的巨型“調節器”。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西風—季風協同作用及其影響強化探測試驗。

　　珠峰科考西風—季風協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：“初步分析發現，珠峰大本營有非常強的冰川風存在，珠穆朗瑪峰北坡地區強大的熱力效應導致對周邊大氣的抽吸作用，是這一地區白天強風天氣的主要驅動力。研究發現，5月初西風環流對喜馬拉雅山大氣邊界層有顯著影響。”

　　長期以來，由於(yu) 高原大氣主要溫室氣體(ti) 濃度的觀測數據匱乏，相關(guan) 研究工作缺乏足夠的數據支持。本次科考利用直升機和浮空艇新平台，首次對珠峰地區二氧化碳、甲烷的垂直分布進行了測量，獲取了珠峰地區二氧化碳、甲烷的地麵濃度及其通量變化、柱濃度及其垂直分布特征。

　　“目前，我們(men) 觀測的初步結果是，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。”中國科學院院士、珠峰科考生態係統分隊長、中科院青藏高原研究所研究員樸世龍說，“這一研究成果有助於(yu) 準確估算青藏高原生態係統碳源匯功能，為(wei) 實現‘雙碳’目標提供數據支撐。”

　　地表和大氣的相互作用影響氣候、水、大氣環流和空氣質量等，其中一種過程的變化會(hui) 影響其他過程變化。為(wei) 準確揭示地表和大氣的相互作用過程，為(wei) 模型優(you) 化提供關(guan) 鍵科學數據，此次科考中我國自主研發的“極目一號”Ⅲ型浮空艇發揮了關(guan) 鍵作用。

　　科考期間，浮空艇搭載多種觀測儀(yi) 器，成功完成10次升空大氣科學觀測，最高升空至9050米，超預期完成了觀測任務。

　　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(men) 首次在珠峰地區獲得了地表至對流層上部的多項高空大氣變化珍貴數據，包括水汽穩定同位素、黑碳濃度、粉塵含量、甲烷濃度、二氧化碳濃度和風溫濕壓等氣象參數，為(wei) 揭示西風傳(chuan) 輸影響下的青藏高原環境變化提供了重要科學依據，將為(wei) 研究青藏高原、珠峰地區水循環和碳循環過程提供新的認識。”

　　開展大規模人體(ti) 極高海拔適應研究，獲得寶貴的生物樣本和環境數據

　　在珠峰極高海拔地區工作、生活，人體(ti) 會(hui) 發生怎樣的變化呢？此次珠峰科考，分別追蹤在海拔5200米、5800米、6350米、8848米這4個(ge) 高度活動的人群，開展高海拔缺氧的人體(ti) 健康效應等科學問題研究。

　　“我們(men) 重點是想探究在極高海拔區域，人類身體(ti) 會(hui) 產(chan) 生什麽(me) 劇烈的變化？如果在劇烈變化中，人體(ti) 接觸到一些汙染物，比如空氣汙染等，這些又會(hui) 對人體(ti) 產(chan) 生怎樣疊加效應的傷(shang) 害？”朱彤介紹。

　　為(wei) 獲取一手數據，朱彤和部分科研團隊成員親(qin) 自上場，佩戴測量血氧、心電監測的傳(chuan) 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、監測脈搏波傳(chuan) 導速度。出於(yu) 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(wei) 後續研究提供樣本支撐。

　　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境數據。

　　在長達一個(ge) 多月的時間裏，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：“後續通過進一步分析獲得的這些健康數據和樣本，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、表觀遺傳(chuan) 、蛋白質合成修飾、代謝改變、免疫及生理功能改變等影響的機製。”

　　由於(yu) 課題周期長，許多研究數據還在收集和整理中。朱彤認為(wei) ，隨著獲取更多的結果，有望從(cong) 現象中總結出規律，進而為(wei) 在高海拔區域生產(chan) 生活或短期來訪的人群，提供有針對性的預防和保護措施。