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地球上的天堂探险

在珠穆朗玛峰的顶峰,地面直插太空,最高海拔的气象站正在记录我们不断变化的星球。

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贝克·佩里、同事汤姆·马修斯和一支夏尔巴向导团队在珠穆朗玛峰的阳台处建立了一个气象站。图片来源:美国国家地理学会/马克·费舍尔

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贝克·佩里是该领域的顶尖人物。这并非专业评价,而是一个简单的事实陈述。佩里在北卡罗来纳州阿帕拉契州立大学从事极端高海拔天气和气候研究。作为其野外工作的一部分,他曾在一些真正的稀有地点安装过气象站,包括玻利维亚的查卡尔塔亚天文台(海拔5160米,或16920英尺)以及秘鲁的科尔卡亚冰盖顶端(海拔5650米,18540英尺)。

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去年,佩里更进一步,共同领导了一个团队,在珠穆朗玛峰上部署了一系列气象站——包括世界上最高的海拔气象站,海拔为8430米(相当于27650英尺,或超过5英里高)。即使是珠穆朗玛峰的峰顶,仍然嵌入在对流层,即地球大气的最低层,但其经历的条件与地球上大多数其他地方截然不同。

新的气象监测仪足够高,可以穿透到亚热带急流,从而对全球天气模式提供独特的视角。它们不完全是空间站,但肯定不是你典型的地球站点。佩里也不是你典型地球气象播报员。正如在纪录片《珠峰探险》(今晚首播)中所捕捉到的,他和他的同事们被无可阻挡地吸引到这些高耸的环境中,在那里,他和他的仪器可以体验到那些几乎不可能研究到的环境部分。

我与佩里谈了他是什么让他走向极端。以下是我们谈话的经过轻微编辑的版本。

在“永恒星球珠峰探险”期间的贝克·佩里。(图片来源:国家地理)

国家地理

你是如何对冰以及在高海拔地区进行科学研究产生如此浓厚兴趣的?

在我成长的过程中,有两个地方和人生阶段对我产生了特别的塑造。第一个是在缅因州。我曾在缅因州的波特兰生活了五年,这段时间恰逢新英格兰地区一些非常严酷的冬天。这真正激起了我对雪和极端天气的兴趣和好奇心。

然后,在我7岁的时候,我们家搬到了秘鲁和玻利维亚的安第斯山脉高处。我的父母搬到那里是为了建立一个非营利性的健康非政府组织,以改善这些非常偏远社区的医疗保健基础设施。我在的的喀喀湖边海拔13000英尺的地方长大,我们一家人会到邻近山区最高达18000英尺的地方进行外出活动。因此,我认为我有点与众不同。我不太喜欢去海边度假。我宁愿在海拔20000英尺的冰川顶上。

你第一次去珠穆朗玛峰是什么时候?

我于1999年前往萨加玛塔地区。我父亲当时在孟加拉国工作,在那里参与一个儿童健康项目,我正好有机会在圣诞假期去看望他。我在研究生时写过一篇关于该地区冰湖溃决洪水的论文,于是我说:“嘿,这是参观我一直在研究的这些湖泊的绝佳机会。” 但我直到2019年1月才回去;然后,去年的五月是我第一次参加珠峰探险,越过了训练营。

气候如何影响你进行研究的高山地区?

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有一个特别的地方,是玻利维亚的一个冰湖,叫做Laguna Glaciar,意思是“冰湖”。1999年,我们带了阿帕拉契州立大学的学生去了那里。那是一座巨大的冰川,有着巨大的冰川前缘。不时有巨大的冰块从冰川上脱落到湖中。

直到2017年我才有机会回到这个地方。冰川基本上已经完全破碎了;湖中没有冰川前缘。在我的职业生涯中(我并不算老!),看到这一切发生,真是令人警醒。这与查看图表中的数据和统计数据,或者看到世界其他山区成对重复的照片,是非常不同的感受。

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告诉我你2019年重返珠穆朗玛峰的旅程,也就是新国家地理纪录片《珠峰探险》所涵盖的内容。

这部纪录片涵盖了2019年4月中旬到5月下旬的时间段。这是一次大规模的探险。我认为我们称之为有史以来最全面的珠穆朗玛峰科学探险。还有一个完整的媒体团队,人数几乎总是有四到六人,有时多达八人,一路跟着我们。

起初我对媒体有些害羞,我和汤姆 [卢顿大学的汤姆·马修斯] 特别是,一开始总是找借口解释为什么我们必须提前走,或者不等他们拍摄。我们必须在气象站和通信设备上工作。

在高处,几乎是太空边缘进行科学研究,有什么独特之处?

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我的大部分工作集中在安第斯山脉、喜马拉雅山脉和珠穆朗玛峰的一些最高地点安装气象站。其中很大一部分是由我对降水的兴趣驱动的:了解这些冰川表面有多少降雪或降水,以及时间安排,比如下午或晚上,以及季节性模式。这如何影响整个累积,或者我们称之为冰川质量平衡。

根本上,我们从安第斯山脉和喜马拉雅山脉的这些站点学到的是大气在高海拔地区是如何运作的。通过气象气球、飞机或卫星进行测量是一回事,但它们并不总是能捕捉到实际发生的情况。除了极少数例外,这些地表测量数据很少被获得。即使在低海拔地区,准确测量降水也很困难,但在这些冰川表面的高处,更是极具挑战性。

在珠穆朗玛峰2号营地新安装的气象站,收集海拔6464米处的气象数据。它被设计成能够承受严酷环境,因为维修任务非常稀少。(图片来源:美国国家地理学会/埃里克·达夫特)

美国国家地理学会/埃里克·达夫特

你是如何获得这些测量数据的?你们的仪器不会被掩埋吗?

在秘鲁,我们在海拔18500英尺的科尔卡亚冰盖上有一个站点。最初,我们将所有传感器放置在距雪面3米的地方。第二年回去时,它几乎被掩埋了,我们不得不把所有东西挖出来,然后重新抬高。

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仪器依靠多个太阳能电池板和铅酸电池运行。它们被掩埋后,电池就会损坏,所以我们不得不更换电池。有大量的试错过程。

你从山顶数据中学到了哪些关于气候的知识?

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我们从站点数据中看到的最神奇的事情之一是那里的太阳辐射强度有多高。有时,我们测量的太阳辐射强度高于我们在[基于卫星测量]大气层顶部的预期值,这是因为云和相邻的积雪覆盖的山峰会发生多次反射。

由于太阳辐射非常强烈,即使气温远低于冰点,在这些积雪覆盖的表面上也会发生融化。这是一个非常重要的发现,让我们相信该地区的冰川可能比之前认为的更容易融化和损失。

我们希望我们收集的数据有助于改进冰川融化模型。在世界许多地方,这些模型仅基于简单的温度阈值;至关重要的是要包含这些其他过程,因为即使在冰点以下,也可能发生融化。

你还利用你的数据帮助珠穆朗玛峰和其他山脉的探险者,对吗?

我们收集的数据已经使我们能够证明如何改进[登山者]的天气预报。风速是影响珠峰攀登成功的最大气象因素。

根据对过去探险的观察,当风速超过一定阈值——大约20米/秒,或45英里/小时——时,[登山]的成功率就会大大降低。这变得危及生命。人们甚至会被吹离山。

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天哪!

是的,我们通过一些分析发现,一些[珠峰登山者]的失踪事件,其中一些多年来一直备受关注,都恰逢大风时期。这些人,在许多情况下,尸体从未被找到,或者他们失踪的确切原因不明。我们可以重建时间线,表明当时有过一些非常大风的时期。

参加“永恒星球珠峰探险”的登山者们在艰险的昆布冰川上跋涉,这是通往珠峰顶峰路线上的一段危险路段。(图片来源:美国国家地理学会/马克·费舍尔)

美国国家地理学会/马克·费舍尔

那长期气候趋势呢?高海拔测量如何帮助我们理解我们星球的变化方式?

首先,它与更大范围的模式有关,例如亚热带急流。令人兴奋的是,我们将开始收到来自世界上最高冰芯[在珠穆朗玛峰]的数据,目前由于 COVID-19 被推迟了。

实验室现在已经关闭。但将我们目前一年的天气观测数据与冰芯记录相结合,以提供更多背景信息,将会非常有趣。

你会寻找什么?

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我们仍然不知道冰芯的确切年龄,所以这是我们等待结果的一部分。希望冰芯的顶部不会太老,然后我们可以利用气象站的观测数据为上层提供背景信息。提供这种背景可以让我们推断出我们在冰芯上层看到的现象。

然后,回溯历史,这些推断中的统计关系可以用来重建过去的气候。我渴望看到我们与缅因大学的同事——尤其是保罗·梅耶夫斯基和他的团队——能一起做什么。

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我们的测绘团队还在研究昆布冰川[在珠穆朗玛峰下方]。其重建图绝对令人难以置信——这是利用无人机直升机激光雷达技术捕捉到的最高分辨率的冰川数据。

你一直在研究高海拔气候变化对依赖山区降雪和冰川作为饮用水来源的人们的影响。你发现了什么?

随着喜马拉雅山脉的冰川退缩,短期内由于融化,径流和融水会增加。长期来看,随着一些冰川消失,或者在更高的海拔地区稳定在较小的体积,径流就会减少。这确实给适应带来了挑战,因为下游社区可能最初适应了径流的增加。然后,这种资源消失了,在某些情况下,径流减少了,就出现了新的现实。这可能恰逢气温升高,导致蒸发和蒸腾作用增加,降水模式也变得更加多变。

你能看到这些变化对人类的影响吗?

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在昆布地区,季风雨通常在六月中旬到来。去年,那直到七月初才发生,所以2019年6月是自1949年以来记录中最干燥的6月。我们从我们在海拔12000英尺的村庄Phortse的团队成员那里听到消息,他们在5月份的泉水供应几乎干涸了。

在美国,我们知道气候变化正在发生,并且我们有时会感受到一些影响。但是当你去到喜马拉雅山脉和安第斯山脉的高处,这并非一个抽象的概念。这正在发生在人们的一生中,并对他们的生计产生直接影响。这体现在那里的雪和冰的体积上,而且更加触目惊心。

现在你在世界之巅的珠穆朗玛峰顶峰设有气象站,研究高海拔天气和气候的下一个前沿是什么?

我们需要一个长期、可持续的计划,以确保气象站能够运行,而无需我和我的同事汤姆每年都回去。对于我们在Phortse和营地设立的较低气象站,我们希望它们能持续20年或更长时间。在这些地方拥有超过五到十年的记录将是惊人的。

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世界上还有其他几个地方对于理解冰川和气候至关重要。我希望在巴基斯坦的喀喇昆仑山脉,在印度河的源头建立气象站。其他让我着迷的地点是阿拉斯加的德纳利以及巴塔哥尼亚的安第斯南部,那里有巨大的风,尤其是降水的极端变化。

宇航员们经常谈论他们从轨道上看地球时获得的“概览效应”。你在珠穆朗玛峰顶上也会有类似的角度变化吗?

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是的,肯定有这样的时刻,尤其是在阳台。我记得我们试图建造和设置这个气象站时,太阳正在升起。我望着世界上最高的山脉,真正处于大气层顶端——然后是日出。那天早晨的云彩特别壮丽。

那一刻将长久地留在我的记忆中。


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