世界屋脊、地球之巅，中国人攀峰不止，再造科考神话！今年5月，我国“巅峰使命”珠峰科考首次突破8,000米以上海拔高度并完成珠峰峰顶的综合科学考察任务，创下了多项科考新纪录。这是人类在珠峰地区开展极高海拔综合科学考察研究的一次壮举，对揭示青藏高原环境变化机理、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护具有十分重要的意义。

文｜北京 晏月明

浮空艇大气科学观测海拔世界纪录

5月15日凌晨1时许，青藏高原冰川河谷间万籁俱寂。在海拔4,270米的中国科学院珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站附近，一只巨型“大白鲸”正以平均每分钟30米的速度缓缓腾空而上。研究站旁的营地内，科考队员们屏住了呼吸，紧盯著监控屏幕前“大白鲸”的动向。当日4时40分，一阵欢腾打破了高原的寂静！“大白鲸”升空高度达到4,762米，创造了在珠峰地区并超越珠峰8,848.86米的高度、到达总海拔9,032米高度的世界纪录！

这只“大白鲸”其实是担负著重要科考使命的“极目一号”Ⅲ型浮空艇。它长55米、高19米，体积约为9,060立方米，通体白色，有著鲸鱼般流线型的身姿，充满气后整体造型圆圆滚滚、憨态可掬。

这并非“极目一号”浮空艇的首次亮相。2019年，“极目一号”Ⅰ型浮空艇观测高度曾到达海拔7,003米。这一次要实现升空高度超越珠峰，任务的平台技术难度和其所携带载荷种类在已知高原型系留浮空艇中皆是前所未有。浮空艇的升空原理类似“放风筝”，艇体依托浮升气体的浮力升空，同时地面操作人员通过锚泊设备连接的系缆控制艇体完成升空和驻空任务。在平原放风筝就是一项技术活儿，那么在海拔9,000米的珠峰高空之中，低温低气压以及未知的复杂电磁环境和风场，都会对浮空艇的稳定性和艇上设备的运转带来难以预测的挑战。

为此，科考团队借鉴以往试验结果，对“极目一号”浮空艇的艇体、测控、能源、锚泊等分系统进行了深化设计、多轮测试与集成联调，构建了从设计、仿真、测试、系统集成、外场试验的全产业链流程，最终我国自主研发、迭代升级后的“极目一号”Ⅲ型浮空艇闪亮登场。

“极目一号”Ⅲ型浮空艇造型简约，但其内涵却不简单。白色的外观能够反射太阳光，避免艇体内部气体温度剧烈变化。艇体内充满了氦气等多种气体，可以更好获得升空动力。艇体运用仿生学造型，由一种轻质低密度高强抗辐射的复合织物材料组成，又由多束轻质高强的聚乙烯纤维制成的主系缆牵引，有利于在高空中更稳定地“御风而行”。

本次浮空艇科考队由来自中国科学院青藏高原研究所、空天信息创新研究院、长春光学精密机械与物理研究所和中电科八所等单位的60多名科考队员组成。为了完成这项突破性的工作，他们需要克服高寒缺氧的极限环境，在试验现场前后奋战一个月的时间。

5月21日凌晨5时9分，“极目一号”Ⅲ型浮空艇再次升空，并成功到达9,050米高度，不仅迅速刷新了自我纪录，同时创造了浮空艇原位大气科学观测海拔新的世界纪录！

浮空艇的升空只是手段，真正的科考任务是开展高空大气环境综合观测，并完成高空数据的采集、分析和研究。“极目一号”Ⅲ型浮空艇搭载了水汽稳定同位素分析仪、黑碳、甲烷、臭氧等多种分析仪器与设备，驻空于珠峰之上，犹如观察世界第三极的一只“大眼睛”，对海拔几千米以上的水汽含量和大气组分垂直变化进行立体式观测。

本次观测中，科考队首次在珠峰地区获得了地表至对流层上部的多项高空大气变化珍贵数据，包括水汽稳定同位素、黑碳浓度、粉尘含量、甲烷浓度、二氧化碳浓度和风温湿压等气象参数，为揭示西风传输影响下的青藏高原环境变化提供了重要科学依据，同时为研究“亚洲水塔”的水循环和全球变暖背景下青藏高原水—生态—人类活动链式变化应对策略提供新的认知。

多个“首次”和“世界之最”陆续上演

创造浮空艇大气观测海拔世界纪录是“巅峰使命”珠峰科考任务的成果之一，本次科考征途中还有多个“首次”和“世界之最”陆续上演：

架设全球海拔最高的自动气象观测站！去年以来，我国珠峰科考队员克服重重困难，已在海拔6,500米、5,800米、5,400米、5,200米、7,028米、7,790米和8,300米处陆续架设了7个自动气象观测站。今年5月4日，科考队员成功登顶珠峰，在北坡海拔8,830米处架设了又一个自动气象观测站，这一“冲顶”行动也是我国珠峰科考首次突破8,000米以上海拔高度，是青藏高原科学考察研究具有里程碑意义的重大事件。这台气象观测站超越了美英科学家2019年在珠峰南坡海拔8,430米处架设的那台，成为世界海拔最高的自动气象观测站。

既已登顶，为何不把气象观测站架设在珠峰最高8,848米处呢？因为峰顶上都是雪和冰，科考队员最终在8,830米处找到了基岩面来固定设备。这台架设于地球之巅的自动气象观测站重达50公斤，由太阳能电池板供电，正常情况下可使用2年。它由温湿度探头、太阳板、风速风向仪、卫星发射模块、无线电天线、数据采集器等元件组成，如同“体温计”般，可实时记录温度、湿度、风向、风速、太阳辐射等气象数据。

至此，中国珠峰梯度气象观测体系初步建成。从海拔5,200米至8,830米的8个不同梯度的自动气象观测站将协同工作，实现对珠峰完整的海拔气象梯度联网观测，再通过卫星通信等手段可实现数据的实时远程传输，帮助进一步了解第三极整体区域的气象要素与海拔变化，填补珠峰极高海拔气象记录空白。

首次完成珠峰东绒布冰川全面高分辨率“体检”！5月9日，另一支科考分队携带专业无人机和3D激光扫描仪，在海拔6,350米处对海拔5,200米至6,500米之间的冰川进行了一次史无前例的高分辨率扫描，累计扫描面积达22平方公里，创造了珠峰东、中、西绒布冰川高分辨率扫描面积纪录。与此同时，还有科考队员拖著冰川雷达测厚仪，在东绒布冰川表面沿著“Z”字形轨迹向下发送探测波获取厚度数据。

珠峰地区分布大量冰川，全球变暖趋势下，这里的冰雪消融情况如何？科考队员后续将依据这些测量数据，绘制出珠峰冰川高精度数字三维模型。再通过与以往数据进行比较，就能够知晓珠峰冰川变化的趋势和规律。

首次大规模关注珠峰不同海拔活动的科考队员高山生理适应数据！在珠峰海拔5,200米的大本营里，有一组科考分队的实验对象是自己。他们佩戴血氧和心率贴片，肩负登山包，拄著登山杖，每天坚持徒步往更高海拔地区“拉练”。在此过程中，他们需要收集自身血样、尿样、唾液等标本，测量血压、监测脉搏波传导速度等高山生理适应数据。

用自己的身体挑战极限、亲测极端环境影响，科考队员将追踪在海拔5,200米、5,800米、6,350米、8,848米这4个高度活动的人群，开展高海拔缺氧的人体健康效应等科学问题研究。其目的是进一步认识人类对高原极端环境的生理适应机制，从而更好地改善生产生活在高原地区人民的生命健康以及为短期来访的人群健康提供预防和保护措施。

还有多项突破性成果令人欢欣：我国科考队员首次在珠峰峰顶海拔8,848.86米、7,028米和6,500米等不同海拔高度采集了冰芯样品，用于稳定同位素、黑碳、气溶胶等大气环境分析；首次利用高精度雷达成功测量珠峰顶部的冰雪厚度，并获得连续冰雪厚度剖面准确数据；首次在珠峰地区释放我国科研人员自主研发的臭氧探空气球，获取了从地面至万米高空的臭氧浓度信息，为了解大气污染情况和青藏高原如何影响大气自净能力积累了首批珍贵数据。

中国科学家60年攀峰探索不止

神秘莫测、辽阔伟岸的青藏高原素有“亚洲水塔”和地球第三极之称，是我国重要的生态安全屏障，也是亚洲生态系统的支柱。自珠穆朗玛峰顶至南部的恒河平原而下，整体海拔落差超8,000米，其间动植物种类丰富，世界上很多重要江河也都从这里发源，相当于一个微缩的地球景观。正因拥有地球上最独特的地质、地理、资源及生态单元，青藏高原又被科学界称作“天然实验室”。对青藏高原开展更全面深入的科学研究，能帮助我们对地球生态系统和人类生存环境有更极致的了解。

我国对青藏高原的科学考察始于20世纪50年代，20世纪70年代初我国第一次青藏高原综合性科考正式启动。2003年，中国科学院青藏高原研究所成立，专门从事青藏高原综合科学研究。中科院还在青藏高原建立了多个观测台站，包括西藏的珠峰站、纳木错站、藏东南站、阿里站等等，持续开展相关科学研究。我国第一次青藏科考前后历经20余年，对青藏高原的概况进行了初步探索和描述，并积累了大量科学资料，为青藏高原生态保护和社会经济发展提供了坚实的科学依据。

进入21世纪，伴随人类经济社会活动的快速变迁和发展，全球气候和生态环境也悄无声息地发生了改变。青藏高原不仅是全球气候变化的敏感区、预警区，而且这一区域的气候环境变化对世界其它地区有著“牵一发而动全身”的影响。在此背景下，2017年我国启动了第二次青藏高原综合科学考察研究。这一次科考的主要目的是测变化，著眼于对青藏高原的水、生态、人类活动等环境问题进行考察研究，分析青藏高原环境变化对人类社会发展的影响。

作为第二次青藏科考的重要内容之一，“巅峰使命”珠峰科考于今年4月28日全面启动，是第二次青藏科考启动以来学科覆盖面最广、参加科考队员最多、采用的仪器设备最先进的综合性科考。“巅峰使命”珠峰科考共有5个科考分队、16支科考小组、270多名科考队员参加，首次应用先进技术、方法和手段，从顶峰、天上、冰面、冰下对珠峰开展了一次全面的冰川“体检”。科考内容主要围绕西风—季风协同作用、亚洲水塔变化、生态系统与生物多样性、人类活动等重大科学问题，协同考察研究珠峰地区六大圈层的垂直变化特征和相互作用机理，揭秘气候变暖背景下珠峰极高海拔区环境变化规律、温室气体浓度变化特征及生态系统碳汇功能、人类对极端环境的适应特征，实现地球系统科学研究的新突破，提出珠峰自然保护创新科学方案，服务青藏高原生态文明高地建设和第三极环境保护及绿色发展，让青藏高原人民生活得更加幸福安康。

遥想60年前，彼时我国的工业基础和科技基础都很薄弱，要探秘高原、挑战珠峰只能凭借地质锤、罗盘、笔记本“三大件”开展最基础的野外科考，照相机和气压表都是十分珍贵的科考工具。60多年来，在国家综合实力不断提升和科技进步日新月异的支撑下，第二次青藏科考的工具装备已经有了大幅迭代革新，比如“巅峰使命”珠峰科考得以采用高精度雷达、无人机、飞艇、探空气球、高原科考机器人和5G通信技术、北斗定位系统等，还首次使用了直升机。

自20世纪50年代至今，我国开展了超过6次珠峰科考活动，陆续揭开地球之巅的神秘面纱，在一次次登顶喜讯中不断实现新的突破。在几代科学家不懈探索的接续传承下，近年来中国科学家对青藏高原的研究论文数量和被引用率稳居世界第一，在青藏高原冰川变化、气候变化等领域的研究已处于国际第一方阵。时代奔涌向前，珠穆朗玛峰依然巍峨伫立，攀峰不止的中国科学家还将在这片广袤的青藏高原上持续点亮璀璨之光。

（作者系中科院研究员，本文发表于《紫荆》杂志2022年7月号）