“白色妖魔”——雪崩
2023-04-14王奉安
王奉安
今年以来,全球多地发生雪崩,导致人员伤亡和财产受损。雪崩被称为“白色妖魔”,令人谈之色变。
近年比较严重的雪崩发生在阿富汗萨朗山口。2010年2月9日至11日,当地连续发生20多次雪崩,造成3500米道路被阻、160多人死亡、130多人受伤。
雪崩是山坡地表冰雪的迁移过程。当积雪内部的内聚力抗拒不了它所受到的重力作用时,便向下滑动,引起大量雪体崩塌,这就是雪崩。有的地方称之为“雪塌方”“雪流沙”“推山雪”等。
由于重力的作用,雪体崩塌的速度可以达到二三十米每秒;随着雪体不断下落,其移动速度还会迅速加大,雪崩速度极大时可达到97米每秒(一般12级风的速度为32.6米每秒)。研究表明,雪山上始终存在着重力与内聚力的较量。当这种角力达到最大时,哪怕外界施以最微小的力量,比如动物的奔跑、石塊的滚落、刮风、轻微的震动,甚至在山谷中大喊,只要重力大于将雪粒凝结成团的内聚力,就足以引发一场灾难性雪崩。所以,登雪山时,禁止人员大声喧哗。总体而言,雪崩在很大程度上取决于人类活动,90%的雪崩都是由遇害者及其团队造成的,这种雪崩被称为“人为休闲雪崩”。滑雪、徒步旅行或其他冬季运动爱好者经常会在不经意间成为雪崩的“导火索”。
雪崩是塑造山地地形、地貌和影响山地生态系统的原动力之一,具有潜在性、突发性、难以预测性、破坏力大等特点,被列为积雪山区的一种严重自然灾害。
尽管雪崩往往是突然发生的,但其发生仍有规律可寻:大多数雪崩发生在降雪量很大的时候,尤其是暴风雪天气前后。这时的雪非常松软、黏合力较小,一旦其中的一小块被破坏,剩下的积雪就会像多米诺骨牌一样,产生连锁反应,飞速下滑。在气温升高时,也容易发生雪崩。此时,积雪表面融化,雪水一滴滴渗入雪层深处,让原本结实的雪变得松散起来,大大降低了积雪之间的内聚力和抗断强度,使雪层之间很容易产生滑动。特别要注意的是,雪崩的多米诺骨牌效应是可以重复出现的,也就是说,如果某地发生了雪崩,可能在不久后,该地会再度发生雪崩。这一切都取决于山坡的地形特点和某些气候因素。通常情况下,雪崩的严重性取决于雪的体积、气温、山坡走向,尤其是坡度。最严重的雪崩通常产生于坡度为25°~50°的山坡上。过于陡峭的山地不可能有足够厚的积雪,而坡度过小的山坡也不太容易发生雪崩。
此外,雪崩的发生还有空间和时间上的规律。以我国为例,西南地区的高山,如喜马拉雅山、念青唐古拉山以及横断山地,高山上部的冬春降雪和积雪比较多,容易发生雪崩。天山山地、阿尔泰山山地因受北冰洋极地气团的影响,冬春降雪也比较多,同样容易发生雪崩。
对登山者、当地居民和旅游者而言,雪崩是很严重的威胁。据统计,因雪崩遇难的人占全部高山遇难者的35%以上。在一次高速运动的雪崩中,每平方米被波及物体表面受到的压力在40吨以上,没有任何物体能经得住这样的冲击。如果人们在高山探险中遭遇雪崩,往往会全军覆没。1981年4月12日,一块约有一间房子大小的冰块从阿拉斯加的三佛火山顶部冰川滑落到雪坡上,引发雪崩,造成数百万吨积雪迅速下滚,沿途13千米内的建筑全部被摧毁,同时产生了160千米长的粉末状雪云。
事实上,比雪崩本身更可怕的是在雪崩前面形成的气浪。这种气浪类似于原子弹爆炸时产生的冲击波,其冲击力和破坏力比雪流本身更为严重。雪流能驱赶着气浪前行,气浪所到之处,房屋被毁,树木消失,人会窒息而死。有时,雪崩体本身尚未到达,而气浪早已把前进路上的一切阻挡物冲得一塌糊涂。1970年的秘鲁大雪崩中,雪崩体在不到3分钟的时间里飞速前进了14.5千米,速度接近于90米每秒,比12级台风的速度快得多。那次雪崩引起的气浪把地面上的岩石碎屑卷上天,导致当地下了一场“石雨”。
近些年,全球气候变化成为人们研究和关注的热点话题。全球气候变化是否会对雪崩产生影响,导致雪崩次数增加、强度加大、危害加剧呢?对于这些问题,有专家提出,从更长的时间尺度,比如几十年、几百年来考虑,气候变化与雪崩还是有一定关联的。以云南为例,2007年5月2日,梅里雪山景区发生雪崩事件。国家气候中心和云南气候中心的专家认为,全球变暖是这次雪崩的祸首之一。统计表明,全球变暖对云南的影响比较明显,从20世纪90年代起,云南的平均气温不断升高,全省气温平均升高0.2℃;2001年以后的增温幅度更大,达到0.6℃,增温趋势明显,由此加快了冰川雪山融化。诚然,梅里雪山的雪崩事件和自身的地质状况有一定关系,但全球变暖的影响不可忽视。资料显示,由于全球变暖,世界上已有多个冰川雪山融化。
既然雪崩的危害如此之大,那么,有没有一些技术手段可以对雪崩的发生进行预警呢?
研究发现,可以通过卫星监测对雪崩风险进行预警。英国阿伯丁大学的科学家在研究一次典型的喜马拉雅雪崩事件时发现,卫星图像可以为监测偏远山区的雪崩威胁提供帮助。研究团队利用卫星图像研究了2016年和2021年在喜马拉雅山同一山谷发生的两次雪崩事件的运动轨迹。其中,2021年的雪崩袭击了印度杰莫利地区的一座高山小镇,造成山洪暴发,摧毁了大量基础设施,夺去200多人的生命。利用卫星数据集建模,人们发现2016年的雪崩与随后的季节性雪崩遗留沉积物可能导致了2021年的这次严重雪崩。更重要的是,研究团队在2016年雪崩发生之前监测到冰川上不寻常的表面运动,预示即将出现的雪崩威胁。这一发现说明,可以通过卫星数据分析、预警未来类似的风险。基于卫星图像的远程监测能有效覆盖大片区域,通过对悬挂的冰川监测有可能进一步预测大规模的危险雪崩。换句话说,得益于遥感卫星技术的重大发展以及更多可获取数据的帮助和支持,人们能够更好地理解一次大型雪崩事件是如何增强同一山谷中重复雪崩事件的规模的。不过,该研究团队表示,尽管实地观察被证实可以有效预测雪崩,但由于在偏远山区进行操作存在极大的困难和风险,这种实地观察很难被大规模普及。
经过多年研究,国内外研究人员目前在雪崩形成机制、抛程、动态模拟、风险评价与区划、预防与防治等领域取得了较大进展。据报道,为了对雪崩进行准确的监测和预警,研究人员设计出一种基于GPS、超声波脉冲以及单片机等模块的雪崩监测和预警系统。该系统能够提高监测结果的准确性,使预警更加智能化,可有效预防雪崩给人类造成的不利影响。不仅如此,该系统还可以在雪崩发生后对采集到的数据进行分析、处理。
由于自动气象站可以提供实时的天气和雪深数据,所以,通过此类数据能够评估雪崩发生的潜在可能。自动气象站可以建在高速公路、山区滑雪场以及其他关键性的基础设施周边,通过雪深传感器或者用户自己的雪况传感器,自动气象站能够全年、全天不间断地报告雪况。
除了实时监测,还可以对雪崩灾害进行风险评估,即对区域内雪崩发生的可能性、危险程度做出综合性分析。目前,国内外评估与区分区域雪崩危险性的方法主要有:野外雪崩灾害点调查与填图,選取不同的指标建立雪崩风险评价模型,根据不同的风险级别开展雪崩区划制图。研究人员在不同区域的雪崩风险模型建立中选取不同的雪崩风险评价因子对雪崩的危险性加以刻画。不过,现有雪崩评估方法缺乏对干湿雪崩的区分,两者不同的成因和致灾机理从根本上影响着风险评估指标的选取。同时,由于湿雪崩给人类带来的危害更大,因此,有必要针对湿雪崩风险提供专门的灾害风险评估方法、装置、电子设备和介质。
尽管人们采取了许多方法预防雪崩,仍不可避免其害。好在如今人们已经有了一些防范手段,比如向危险区域发射炮弹实施爆炸,提前引发小型雪崩以及设置专人监视并预报雪崩等。
如何救援遭遇雪崩人员也是个难题。遭遇雪崩的人被埋在雪下,几乎与外界隔绝,并且随着时间的流逝,体温不断下降,当人体核心温度降至32℃以下时,部分人体器官会停止工作。被埋在雪下后,四肢的温度最先下降,人们会感觉四肢麻木,之后其他器官开始降温,最终导致心脏停止工作。当被埋超过15分钟后,寒冷就会影响身体机能的正常运行。研究发现,如果被埋时间不超过15分钟,人的存活率可达90%;如果被埋时间超过45分钟,人的存活率只有20%~30%;如果被埋人超过2小时才被找到,几乎不可能幸存。调查显示,雪崩致死者往往不是被砸死的,而是因低温和缺氧死亡。当然,雪中也蕴含可以救命的氧气,理想情况是,若不幸被埋,应支起双臂,制造一个呼吸空间。如此,可有效延长存活时间。
有关资料介绍了一种名为LUCKY15的雪崩救援系统。该系统包括一套雪崩感应装置和与之配套的无人机。当雪崩发生时,这套装置能够感应到并判断出雪崩发生的地段。随后,配套的无人机立即起飞,飞到该地段并利用热成像技术搜索被埋人员。找到被埋人员后,无人机会降落至地面,利用携带的旋雪机器清除被困人员身上的积雪,以保证被埋人员能够在15分钟内自由呼吸,同时向救援队发送信号,告知被埋人员的位置。没有雪崩发生时,无人机会停在充电桩上充电。此外,一些最新的雪服和雪裤都带有RECCO技术芯片。RECCO是雪崩救援系统的简称,能用来定位雪崩受难者。由于这类装置和系统的使用,雪崩搜救行动可以变得更加高效。
对于个人而言,要学会用正确的方式应对雪崩、自救逃生。
首先,应提前估测行进路线上的雪况及其稳定性。新降雪、气温回升都会导致雪层的连接性变差。其次,如果必须沿可能发生雪崩的线路前行,应该选择气温在冰点以下的寒冷阴天、且一段时间内不会有降雪的天气;采取横
穿路线,切不可顺雪崩槽攀登。夏季攀登雪山应该在黎明前动身,在上午10点前离开陡峭的雪坡。要注意观察脚下雪况。如果硬雪层下有空洞,要格外当心。同时,要特别留意山坡朝向和坡度,在北纬30°~55°附近,东、北面山坡更容易发生干雪崩,西、南面山坡更容易发生湿雪崩。尽量避免在背风坡停留,因为从迎风坡吹来的积雪容易在背风坡累积,引发雪崩。最后,出发时要带上雪崩信号收发器、探测杆、铲子、头盔、雪崩安全气囊等装备。最好在身上系一根红布条,以便遇险时容易被发现。
如果遭遇雪崩,要朝两侧较高的地方跑,尽量远离雪流行进线路;千万不要向下跑,因为那样做会很快被雪流淹没。逃离过程中,应丢掉身上过重的物品,加快逃生速度。如果周围有树木、岩石或坚固物体,用力抓紧,尽可能保证不被雪流冲走。如果雪崩面积很大、离得很近,无法摆脱,可就近躲在岩石等的后面;若无掩体,则要身体前倾、双手捂脸,以免冰雪涌入咽喉和肺引发窒息,也便于雪崩停后手部的活动;要尽量保持游泳状姿势,让自己尽可能贴近雪层表面,背躺或头朝上。被雪掩埋时,一手举过头顶,方便判断上方,也便于被救援。要通过“口水流向”辨别上下方向,然后往上挖爬,争取爬出雪面或冰面。要在面前口鼻处留出空间,便于呼吸。如果无法从雪堆中爬出,要减少活动,放慢呼吸,节省体能,等待救援。