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王飞腾,给冰川盖被子

2023-10-28王新同

莫愁 2023年29期
关键词:冰川被子消融

文王新同

我国境内有4.8 万余条冰川,在过去50 年间,随着全球气候变暖,有8000 多条冰川已经消失。正当无数人为之忧心忡忡时,王飞腾根据自己为北京冬奥会赛道研制人造冰状雪的经验,摸索出一种非常有创意的做法,给冰川“盖被子”。

走遍西部探访冰川

王飞腾1983 年出生在山西太原市,父母都是知识分子。受家庭环境的熏陶,他从小就拥有着强烈的求知欲和好奇心。有一次,王飞腾看了一部有关西藏冰川的纪录片后,大开眼界。冰川不仅很美,它周围还伴有许多独特的自然景观,如湖泊、森林和草地等。山上覆盖着厚厚的积雪,山下的湖水呈淡蓝色,看起来非常美。

后来,王飞腾考入山东烟台师范学院地理系。2004年,他第一次实地接触冰川。当时,王飞腾刚读研究生,跟随导师去登海拔4000 多米的天山乌鲁木齐河源1 号冰川。沿途山高谷深,地势落差极大,冰川融水源源不绝。越接近冰川,气温越低,他竟在一天内感受到了四季的温度变化。

王飞腾最先研究的是成冰过程。他在冰川上挖一个雪坑,并在每层积雪上做标志,每周上一趟冰川进行观察、记录。在山地冰川,成冰过程是缓慢的,500 克的新雪往往只有约20 克到30 克能保留在冰川中。不知不觉,王飞腾观察了三年。此后多年,他坚持在不同的冰川高海拔区域进行野外观测。2009 年,王飞腾在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,获得了理学博士学位,并获中科院院长优秀奖学金。

多年来,王飞腾奔赴全国各地调查和研究冰川。这是一个苦差事,人迹罕至,环境原始。有一次,王飞腾在西藏寻找冰川,路上发现一种叫荨麻的植物,开着穗状的小花,茎叶生细毛。由于道路崎岖艰难,需要拉拽植物或树枝攀爬,当时,他手一拉到荨麻,就感到像被棒子痛击了一下,所有接触叶子的皮肤都麻了,每个毛孔都像被蘸了辣椒水的针给刺了,长久肿痛不已,让他痛苦万分。

王飞腾(中)带领团队进行科考工作

路上除了带刺的植物,还有让人皮肤严重过敏的漆树等。这里的蜜蜂和蜈蚣等毒性也颇强,如果被咬到,不抓到皮破血流,完全无法解痒。王腾飞一天之内被咬过好几次,手脚到处肿胀,所以,普通人很难想象到“冰川人”的艰辛。

从“冰状雪”受到启发

令王飞腾忧心的是,我国境内有4.8 万余条冰川,总面积超过5 万平方公里,可是随着全球气候变暖,50 年间,有8000 多条冰川已经彻底消失。2020 年,他发现连我国著名的达古冰川,其面积也已经缩减了70%。冰川在加速消融,尤其是数量众多的小冰川,若不进行人工干预,将面临全面消融。

阻止冰川融化,是个世界性难题,通过怎样的科学手段才能做到呢?无数个夜晚,王飞腾夜不能寐,一直在苦苦思索这个问题。

王飞腾没想到,为北京冬奥会造“冰状雪”的攻关项目,却让他颇受启发。当时我国还没有合格的冰状雪赛道,必须研制出适合奥林匹克赛事专用的冰状雪。接到雪务保障攻关任务时,当时担任冰冻圈科学国家重点实验室副主任的王飞腾,还在野外冰川上考察,他赶忙飞向北京冬奥雪场。

王飞腾介绍说,造雪、储雪任务,并不是用造雪机把雪造出来,往雪道上一铺那样简单,因为赛事用雪有弹性、湿度、密度方面的严格要求。

王飞腾带领大家辗转哈尔滨、阿勒泰等地的滑雪场,进行冰状雪制作试验。让雪穿上冰外衣有上百种方法,不同水压、注射几秒、停滞几秒再注射……他们一遍又一遍检测冰雪硬度是否达标、冰雪颗粒是否均匀。最终,不同气温条件的冰状雪赛道制作技术被攻克。

如果说冰川研究是科学问题,那储雪更像工程问题。但国内外储雪的研究非常少,涉及文献不超过10 篇。大陆季风型气候、场馆建设工期等的限制并不允许雪长期储存,储雪必须在赛事将近之时进行。随着一座人工雪山矗立在赛道旁,团队又根据不同的气象条件,结合太阳光照射率等参数,选取经济性和实用性俱佳的土工布方案,给“雪山”盖上“被子”,延长雪的使用寿命。

经历千辛万苦后,王飞腾和团队成员终于为北京冬奥会成功打造出了优质冰状雪赛道,从而保障了赛事的顺利进行。此后,王飞腾就开始琢磨,能不能把这个办法用在冰川保护上?他瞄准了太阳辐射管理方法,在冰川表面铺盖隔热反光材料,给冰川“盖被子”,增大冰川表面的反照率,以达到减少太阳辐射、降低温度、减缓消融的目的。

有了这个大胆想法后,王飞腾去了被称为“冰川遗迹百花园”的达古冰川。达古冰川位于四川省阿坝黑水县境内,属于典型的海洋型冰川,加之总面积较小,对气候变化的反应尤为敏感。王飞腾判断,按照它当时的速度消融,5 年~10 年后,达古冰川就会彻底消失。

两个月后,王飞腾通过对比数据惊喜地发现,“盖被子”的冰川消融速度明显变慢,与没做任何防护措施的相比,减缓冰川消融一米多。事实证明,这种方法很有效。

欧美专家认为,中国达古冰川“盖被子”试验,是全球寥寥几个走向实践的太阳辐射管理试验,对于应对全球变暖、缓解冰川消融,有很好的示范效应。

遏制冰川消融任重道远

在达古冰川的保护性试验取得成功后,王飞腾又和一些科研单位联系,希望通过合作的方式,研制出一种高效的高科技隔热材料。令他兴奋的是,南京大学积极研究面向冰川保护的辐射制冷技术,经过科技攻关,近两年,他们研制出一款新材料“聚合物纳米纤维薄膜”,能够实现低于环境温度5℃~7℃的制冷效果。

2021 年夏天,在天山乌鲁木齐河源一号冰川进行试验,结果50 天内冰层增厚140 厘米。有关专家总结说,这种纳米材料有几大优势:可见、近红外波段反射率高达90%以上,制冷功率高,能进一步延缓冰层、积雪的融化;材料疏水,长期稳定性好,不易受污染;易铺设、好回收,可重复使用。

2022 年夏天,王飞腾率领团队在达古冰川“盖被子”区域旁边,又重新铺设了500 平方米的试验场。他们运用无人机、三维激光扫描技术等手段观测记录,结果惊喜地发现,运用新型纳米材料铺设的区域,其试验效果更为显著,初步估计能够有效减缓80%以上的冰川消融。此举为全面寻求冰川保护,提供了非常宝贵的经验。2023 年8月,一批西方科学家来到达古冰川实地考察后,对之赞不绝口。

与冰川结缘近20 年,王飞腾不断寻找着新办法,为探寻冰川保护路径提供借鉴,延续冰川的寿命。“我们给冰川开了药方,但阻断不了它消亡,只能减缓。”他说:“这是一门冷学科,所以需要付出更多的热情,我愿意做一辈子的‘冰川医生’。”

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