王新同
我國境內(nèi)有4.8萬余條冰川,在過去50年間,隨著全球氣候變暖,有8000多條冰川已經(jīng)消失。正當(dāng)無數(shù)人為之憂心忡忡時,王飛騰根據(jù)自己為北京冬奧會賽道研制人造冰狀雪的經(jīng)驗,摸索出一種非常有創(chuàng)意的做法,給冰川“蓋被子”。
王飛騰1983年出生在山西太原市,父母都是知識分子。受家庭環(huán)境的熏陶,他從小就擁有強烈的求知欲和好奇心。有一次,王飛騰看了一部有關(guān)西藏冰川的紀(jì)錄片后,大開眼界。冰川不僅很美,它周圍還伴有許多獨特的自然景觀,如湖泊、森林和草地等。山上覆蓋著厚厚的積雪,山下的湖水呈淡藍色,看起來非常美。
后來,王飛騰考入山東煙臺師范學(xué)院地理系。2004年,他第一次實地接觸冰川。當(dāng)時,王飛騰剛讀研究生,跟隨導(dǎo)師去登海拔4000多米的天山烏魯木齊河源1號冰川。沿途山高谷深,地勢落差極大,冰川融水源源不絕。越接近冰川,氣溫越低,他竟在一天內(nèi)感受到了四季的溫度變化。
王飛騰最先研究的是成冰過程。他在冰川上挖一個雪坑,并在每層積雪上做標(biāo)志,每周上一趟冰川進行觀察、記錄。在山地冰川,成冰過程是緩慢的,500克的新雪往往只有20克到30克能保留在冰川中。不知不覺,王飛騰觀察了三年。此后多年,他堅持在不同的冰川高海拔區(qū)域進行野外觀測。2009年,王飛騰在中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所,獲得了理學(xué)博士學(xué)位,并獲中科院院長優(yōu)秀獎學(xué)金。
多年來,王飛騰奔赴全國各地調(diào)查和研究冰川。這是一個苦差事,人跡罕至,環(huán)境原始。所以,普通人很難想象到“冰川人”的艱辛。
令王飛騰憂心的是,我國境內(nèi)有4.8萬余條冰川,總面積超過5萬平方公里,可是隨著全球氣候變暖,50年間,有8000多條冰川已經(jīng)消失。2020年,他發(fā)現(xiàn)連我國著名的達古冰川,其面積也已經(jīng)縮減了70%。冰川在加速消融,尤其是數(shù)量眾多的小冰川,若不進行人工干預(yù),將面臨全面消融。
阻止冰川融化,是個世界性難題,通過怎樣的科學(xué)手段才能做到呢?無數(shù)個夜晚,王飛騰夜不能寐,一直在苦苦思索這個問題。
王飛騰沒想到,為北京冬奧會造“冰狀雪”的攻關(guān)項目,讓他頗受啟發(fā)。當(dāng)時我國還沒有合格的冰狀雪賽道,必須研制出適合奧林匹克賽事專用的冰狀雪。接到雪務(wù)保障攻關(guān)任務(wù)時,當(dāng)時擔(dān)任冰凍圈科學(xué)國家重點實驗室副主任的王飛騰,還在野外冰川上考察,他趕忙飛向北京冬奧雪場。
王飛騰介紹說,造雪、儲雪任務(wù),并不是用造雪機把雪造出來,往雪道上一鋪那樣簡單,因為賽事用雪有彈性、濕度、密度方面的嚴(yán)格要求。
王飛騰帶領(lǐng)大家輾轉(zhuǎn)哈爾濱、阿勒泰等地的滑雪場,進行冰狀雪制作實驗。讓雪穿上冰外衣有上百種方法,不同水壓、注射幾秒、停滯幾秒再注射……他們一遍又一遍檢測冰雪硬度是否達標(biāo)、冰雪顆粒是否均勻。最終,不同氣溫條件的冰狀雪賽道制作技術(shù)被攻克。
如果說冰川研究是科學(xué)問題,那儲雪更像工程問題。但國內(nèi)外儲雪的研究非常少,涉及文獻不超過10篇。大陸季風(fēng)型氣候、場館建設(shè)工期等的限制并不允許雪長期儲存,儲雪必須在賽事將近之時進行。隨著一座人工雪山矗立在賽道旁,團隊又根據(jù)不同的氣象條件,結(jié)合太陽光照射率等參數(shù),選取經(jīng)濟性和實用性俱佳的土工布方案,給“雪山”蓋上“被子”,延長雪的使用壽命。
歷經(jīng)千辛萬苦后,王飛騰和團隊成員終于為北京冬奧會成功打造出了優(yōu)質(zhì)冰狀雪賽道,從而保障了賽事的順利進行。此后,王飛騰就開始琢磨能不能把這個辦法用在冰川保護上。他瞄準(zhǔn)了太陽輻射管理方法,在冰川表面鋪蓋隔熱反光材料,給冰川“蓋被子”,增大冰川表面的反照率,以達到減少太陽輻射、降低溫度、減緩消融的目的。
有了這個大膽想法后,王飛騰去了被稱為“冰川遺跡百花園”的達古冰川。達古冰川位于四川省阿壩黑水縣境內(nèi),屬于典型的海洋型冰川,加之總面積較小,對氣候變化的反應(yīng)尤為敏感。王飛騰判斷,按照它當(dāng)時的速度消融,5~10年后,達古冰川就會消失。
兩個月后,王飛騰通過對比數(shù)據(jù)驚喜地發(fā)現(xiàn),“蓋被子”的冰川消融速度明顯變慢,與沒做任何防護措施的相比,減緩冰川消融一米多。事實證明,這種方法很有效。
歐美專家認為,中國達古冰川“蓋被子”實驗,是全球寥寥幾個走向?qū)嵺`的太陽輻射管理實驗,對于應(yīng)對全球氣候變暖、緩解冰川消融,有很好的示范效應(yīng)。
在達古冰川的保護性實驗取得成功后,王飛騰又和一些科研單位聯(lián)系,希望通過合作的方式,研制出一種高效的高科技隔熱材料。令他興奮的是,南京大學(xué)積極研究面向冰川保護的輻射制冷技術(shù),經(jīng)過科技攻關(guān),近兩年,他們研制出一款新材料“聚合物納米纖維薄膜”,能夠?qū)崿F(xiàn)低于環(huán)境溫度5℃~7℃的制冷效果。
2021年夏天,在天山烏魯木齊河源1號冰川進行實驗,結(jié)果 50天內(nèi)冰層增厚140厘米。有關(guān)專家總結(jié)說,這種納米材料有幾大優(yōu)勢:可見、近紅外波段反射率高達90%以上,制冷功率高,能進一步延緩冰層、積雪的融化;材料疏水,長期穩(wěn)定性好,不易受污染;易鋪設(shè)、好回收,可重復(fù)使用。
2022年夏天,王飛騰率領(lǐng)團隊在達古冰川“蓋被子”區(qū)域旁邊,重新鋪設(shè)了500平方米的試驗場。他們運用無人機、三維激光掃描技術(shù)等手段觀測記錄,結(jié)果驚喜地發(fā)現(xiàn),運用新型納米材料鋪設(shè)的區(qū)域,其實驗效果更為顯著,初步估計能夠有效減緩80%以上的冰川消融。此舉為全面尋求冰川保護,提供了非常寶貴的經(jīng)驗。2023年8月,一批西方科學(xué)家來到達古冰川實地考察后,對之贊不絕口。
與冰川結(jié)緣近20年,王飛騰不斷尋找著新辦法,為探尋冰川保護路徑提供借鑒,延續(xù)冰川的壽命?!拔覀兘o冰川開了藥方,但阻斷不了它消亡,只能減緩?!彼f,“這是一門冷學(xué)科,所以需要付出更多的熱情,我愿意做一輩子的‘冰川醫(yī)生’。”