科学视点

一群追雪的人 ——中科院新疆生态与地理研究所天山积雪雪崩研究站的年轻人

 很多人已经穿上夏装漫步街头的时候,天山深处,有一群年轻人还在蹚雪前行。

  “每年10月到来年5月,每天清晨7点半,这里还黑得不见五指,四周静得被冻住一般时,我们就起床了。”朱淑珍说。

  虽说只有二三十米的距离,但走在没过膝盖的积雪里,手里还拿着贵重的测量仪器,身材娇小的江西姑娘朱淑珍还是摔了几跤。到达测量地点后,她立即和同伴们投入到工作中。

  在雪地里挖出测量用的剖面,三个不同地点的不同测量立即开始,空旷的雪地里,一串串测得的数据不断报出,一旁的她飞快地记录着。

  他们就是中科院新疆生态与地理研究所(以下简称“中科院新疆生地所”)天山积雪雪崩研究站的年轻人,一群追雪的人。

  当记者3月中旬与他们会合在新疆阿尔泰山沿线时,亲身体验了他们的艰辛,感受到了他们对科学的追求以及勇攀科学高峰的闯劲。

  揭开雪崩发生的真面目

  说到白雪,很多人脑海里会涌现出李白的诗句:五月天山雪,无花只有寒。但看似安静如画的雪域,并非全是美丽与浪漫,它暗流涌动、危机四伏。每一个在雪山的行者都可能会遇到一种号称“白色恐怖”的幽灵杀手——雪崩。

  玄奘在《大唐西域记》里描写过他遭遇雪崩的一段经历:在路过凌山(天山穆苏尔岭)时,遭遇雪崩,从高昌带出的30名随从死伤三分之二。所以他写道:山谷积雪,春夏含冻,由此路着,不得赭衣持瓠大叫。微有违犯,灾祸立见。

  雪崩的威力有多大,对我们的生活有多大影响?雪崩会在何时何地以什么样的姿态出现在我们面前?面对雪崩我们怎么办?

  1967年,天山积雪雪崩研究站正式建立。几代科学家从零开始,对雪崩发生的原理、如何防治等相关课题进行了持续多年的研究,终于对雪崩有了初步认识,掌握了雪崩发生发展的基本规律。

  如今,中科院新疆生地所李兰海研究员带领着研究站一群年轻人,常年坚守在天山雪线附近,用自己的担当与责任,一步步揭开雪崩发生的真面目。

  李兰海说:“雪崩是一种高寒山区常见的地表流活动,它具有破坏力大、突发性、潜伏性和难以预测性等特征,是山区积雪在重力的驱动下沿山体滑塌形成的一种常见的自然现象。我们站曾在国道G218旁一个雪崩频发点人工爆破雪崩,经测算,雪崩冲击压力高达88.7Kpa。这就意味从该区域通过的所有车辆都面临着可能被冲入河道并粉身碎骨的危险。”

  “为了悲剧不再重现,我们通过对中国天山西部地区的雪崩频繁发生点勘察,发现许多雪崩始发区的坡度分布在30°至45°之间,其中48%的雪崩发生在36°至40°的山坡上。雪崩的第一波峰出现在12月下旬,第二波峰出现在2月下旬至3月上旬。”李兰海教授说。

  在雪崩最频繁的峡谷坚守

  他们50多年坚守在天山深处雪崩最频繁的峡谷中,绘制出我国天山山区公路雪崩(风吹雪)危险区分布图,通过分析气候变化,结合当地地形地貌,进行灾害预防和治理研究。

  这座研究站坐落在海拔1776米的天山深处,巩乃斯河从旁边流过。这里冬季降雪频繁,积雪期大于150天,雪最深处超过150厘米。以研究站为原点,上下12公里,都是雪崩危害地段,也是野外观测和研究雪崩的绝佳地段。

  夹在两山之间峡谷地带的研究站简陋的几间住房与先进的气象观测场形成鲜明对比。经过数十年坚持不懈的野外观测及相关研究,科学家们在此建立了观测设备齐全先进的气象观测场,雪崩冲击力测量仪、雪层温度热流测量仪、水质分析仪、积雪特征仪等设备一应俱全,还建立了雪害防治工程试验场、雪崩冲击力试验沟槽和雪化学实验室。研究站取得的多项科研成果都获得国家级嘉奖,成为在国际上具有一定知名度的专业研究机构

  看似惬意的工作环境,在这群年轻人眼里,却是最艰难的意志力的考验。作为为数不多的女性研究者,张丽霞就曾遇到一件终身难忘的事:2019年7月的一天,她与在读博士生冯挺在研究站工作。刚做完室外近20摄氏度条件下的测量,回到实验室又要在零下近20度的环境里进行实验。一冷一热,张丽霞的身体第二天就出现严重问题,到医院检查后被确诊为急性肺炎,不得不在家休息一个多月。

  “测量雪深、雪层温度、密度等数据是我们每天都要做的工作。2020年6月在我们夏季雪线调查期间,乔尔玛突降大雪,我们对这场偶遇的夏季降雪进行观测。当时工作地点海拔高,工作面很小,我们几个小伙子轮流挖雪层剖面。本想就这点工作量一会就可以完成了,没想到一个人没挖几铲就喘不上气来了,只能轮着来挖,最终挖出的新雪与前期累积积雪总深度竟然达2米左右,首次测得夏季天山高海拔降雪的最全面详细的宝贵积雪特性数据。”25岁的冯挺回忆这事,心里仍然有些感动。

  来自四川乐山的杨涛从小没见过多少雪,第一次见到大雪是2015年4月1日来乌鲁木齐市参加中科院生态与地理研究所研究生的复试。“我现在都记得,当时乌鲁木齐市下着大雪,我看到后还很新奇。没想到,从考上研究生后到现在博士都快毕业了,和雪打了这么多年的交道。见识了雪的美丽,更见识了雪的脾气。记忆最深刻的就是在研究站里一待几个月的观测。四周见不到其他人,只有我和师兄两个人围着火炉,仰望巩乃斯的星空,那种艰辛与获得感没有体会是无法了解的。”杨涛说。

  生在新疆,长在乌鲁木齐的魏雯瑜对雪并不陌生。但在工作后,他对雪有了全新认识。“我们需要在研究站院落中的气象站观测11个气象要素。这个需要半小时左右,这样的气象观测每天3次。在积雪稳定期我们还要对附近3个积雪剖面点每天24小时进行连续观测,获取间隔2小时的雪深、雪层温度、密度,含水量、介电常数等数据。关键是这其中的观测点就在雪崩易发区,稍不注意,就会遇到雪崩。而一般我们在研究站工作时,也就一二个人,可想而知我们有多寂寞。”魏雯瑜说。

  为中国积雪观测制定第一个规范标准

  当年选择建设研究站的地方,正是雪崩最易发生的地方。在这里,经过五十多年的建设与完善,各种设施正在不断完善中:巨大的人工挖掘的沟槽和堆砌的土丘都是用来给雪崩减速的。当重达数吨的雪团滑落时,就会像坐滑梯一样,通过人工设置的减速装置削减破坏力,然后顺着导雪槽,以抛物线姿态冲到河里。观测场的各种设备和探头可以自动测量雪崩的冲击力,记录雪崩的速度、压力等数据,还原雪崩的发生发展过程,通过雪崩发生机理分析,揭示气温变化与雪崩集中发生的关系,为雪害预防治理提供技术保障。

  研究站所在区域正是国道217和218线交汇地段,这两条连接新疆天山南北的交通命脉,也是我国重要的经济要道。在与伊犁公路管理局那拉提分局的长期合作过程中,研究站参与和主导的雪害防治研究为这里道路上的雪崩易发区安装了多种观测与防雪崩设施:导风吹雪装置、防雪走廊、防雪崩土丘和防雪崩台阶等等,这些技术保障保证了公路常年畅通。

  “从1967年到现在,经过几代研究者的不懈努力,我们初步估算清了天山山脉积雪年最大储量,填补了相关领域的空白。这对我们基于这个基本情况去开展更深更细的研究打下了非常可靠的基础。比如说,积雪对高山生态系统服务带来什么影响,在什么条件下,多少积雪量易诱发雪崩、滑坡泥石流、土壤侵蚀、融雪性洪水等雪灾害的发生。”杨涛说。

  坚持50多年的深入研究和国际合作,让研究站的积雪观测规范成为中国积雪有关规定的有效参考依据,制定出我们中国第一个积雪地面观测规范标准。这让团队众多参与者内心激动万分。“因为这是中国几代积雪人努力下诞生的中国第一个规范标准。”杨涛说。


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