攀高寒冰川 探应用前沿(科技自立自强·青年科学家)

本文转自:人民日报
攀高寒冰川 探应用前沿(科技自立自强·青年科学家)
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图为王飞腾在天山乌鲁木齐河源1号冰川观测 。
受访者供图
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行走雪域冰川10余年 , 中国科学院西北生态环境资源研究院80后研究员王飞腾有过不少难忘的经历:在冰川表面铺盖隔热反光材料 , 探寻冰川保护路径;将冰雪基础研究与应用研究相贯通 , 率领团队为北京冬奥会造出合格冰状雪……从事科研工作多年 , 不断探索发现始终是激励他前进的动力 。
在王飞腾与冰川的故事里 , 2004年是一个重要节点 。那一年 , 他第一次参加野外科考 , 跟随导师登上海拔4000多米的天山乌鲁木齐河源1号冰川 。那次经历让他深受震撼 。
“冰川研究是一项豪迈的事业 , 也是勇敢者的事业 。”从事冰冻圈科学研究10余年 , 中国科学院西北生态环境资源研究院80后研究员王飞腾有着自己的理解:“这是一门‘冷’学科 , 不仅相关科研机构和人员较少 , 而且研究对象主要分布在高寒偏远地区 , 尤其需要科研人员有坚持不懈的精神、顽强的毅力和探索发现的智慧 。”
探寻冰川保护路径 , 减缓消融速度
王飞腾的研究方向是在全球气候变暖背景下冰川的变化及其影响 。“冰川是冰冻圈的重要组成部分 , 它不光是气候变化的重要驱动因素之一 , 更是反映气候变化的记录仪和警报器 。”王飞腾说 。
去年8月 , 王飞腾带领冰冻圈科学国家重点实验室团队成员 , 在达古冰川开展了一次“盖被子”实验 。达古冰川位于青藏高原向四川盆地的过渡地带 , 降水量多、消融量大 , 属于典型的海洋型冰川 , 加之总面积较小 , 对气候变化的响应尤为敏感 。
“太阳辐射带来的温度上升 , 是造成冰川消融的原因 。”弄清内在机理后 , 王飞腾和团队成员着手人工干预 , 可具体如何实施 , 国内当时尚无先例可循 。王飞腾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” , 以达到减少太阳辐射、降低温度、减缓消融的目的 。
经过两个多月的尝试 , 他们发现“盖被子”区域的冰体消融速度明显减慢 , 与未覆盖区域的冰体相比 , 平均减缓消融厚度达1米 。“考虑成本因素 , 这次选择了土工布 , 未来条件具备 , 我们将使用疏水性更好的纳米材料 , 同时在天山等地的大陆型冰川做对比实验 。”王飞腾信心满满 。
“要充分认识并发掘冰川的独特价值 , 冰川看似距离很远 , 事实上与人们的生活紧密关联 , 特别是我国西部地区的生产生活用水 , 多数来自冰川消融 。我们希望通过实验 , 为探寻冰川保护路径和指导工农业生产提供借鉴 。”王飞腾说 。
经历上百次试验 , 为冬奥会造出合格冰状雪
如何拓展冰川应用研究的边界 , 王飞腾一直在思索 。
北京冬奥会提供了一个难得的契机 。作为从事冰雪基础及应用研究的科研工作者 , 王飞腾率领团队申报了“科技冬奥”国家重点研发专项“赛事用雪保障关键技术研究与应用示范”项目 。
任务远比想象中困难得多 。王飞腾团队过去虽然研究冰川和积雪 , 但主要针对南北两极和我国西部 , 较少涉及滑雪场等运动场馆 。“国际竞赛特别是冬奥会比赛 , 高山滑雪使用的几乎全部是人造冰状雪 , 粒径、密度、硬度均与自然降雪有较大差别 。”王飞腾说 , 长期以来 , 国内关于冰状雪的研究较少 , 他下定决心 , “一定要造出我们自己的冰状雪 。”