天山冰川|冰雪储存师: 给冰雪“穿衣盖被”

【天山冰川|冰雪储存师: 给冰雪“穿衣盖被”】
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十年间 , 每年大概有三四个月的时间 , 王飞腾会和他的团队活跃在天山乌鲁木齐的1号冰川上 , 与冰雪为伍 。 作为冰雪储存师 , 怎么储存冰雪 , 是他们一直研究的课题 。
冰雪储存师王飞腾是中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室副主任、天山冰川观测实验站副站长、阿尔泰山冰雪与环境观测研究站副站长 。 多年来 , 他与团队在冰川表面铺盖隔热发光材料、探寻冰川保护路径、将冰雪基础研究与应用研究相贯彻方面潜心研究 , 这些成果的积累在北京冬奥会派上了用场 。
好雪要用好嫁衣
北京冬奥会和冬残奥会在大陆季风性气候地区举办 , 这在历史上尚属首次 。 而且在北京冬奥会、冬残奥会开启前 , 我国在人工造雪、储雪、保雪等关键技术上的研究仍较为薄弱 , 这给团队带来了很大的挑战 。
调整注水棒孔径、水压大小 , 密切关注注水间隔时长、空气温度湿度高低……经历上百次试验 , 他们终于造出合格的冰状雪 , 并研发了雪质检测设备 。 造雪的问题解决了 , 新的挑战接踵而至 , 气温升高后 , 雪上比赛场馆如何保雪?
冬残奥会期间 , 白天气温越来越高 , 赛道逐渐变薄、结冰 , 需要及时补雪、压雪以消除安全隐患;夜间气温也普遍超过了零摄氏度 , 造雪机很难工作 , 对提前储存的冰状雪需求很高 。 王飞腾说 。
今年一月 , 团队给比赛场馆附近储存的人造雪 , 盖上了用土工织布加聚氨酯泡沫材料制成的嫁衣 , 这层材料可以减弱外界环境对内部雪堆的影响 , 减少消融 。
同时 , 利用雪务攻关团队开发的储雪堆智能设计系统 , 包括储雪堆覆盖材料选择及能质传输模块 , 储雪堆消融及雪质监测模拟模块 , 储雪堆形状设计模块 , 团队成员每3天能够获得一次数据 , 对嫁衣里的人造雪情况了如指掌 。
当嫁衣被解开 , 团队成员惊喜地发现 , 即便在当时外界温度较高的环境下 , 人造雪雪质依然稳定 , 符合北京冬残奥会的比赛要求 。
雪务攻关团队近期收集到的第一手数据 , 就全世界范围而言都是十分宝贵的 。 王飞腾介绍 , 这给冰雪运动在不同气候地区、不同地理环境下展开 , 提供了很好的参考 。
目前掌握的储雪技术 , 能让雪完整的保存两年 。 王飞腾说 , 也就是说 , 两年前冬天的雪不仅能储存到现在 , 而且能减缓雪质变化速度 。
在王飞腾看来 , 雪务攻关团队在北京冬奥会、冬残奥会期间取得的研究成果和科研数据 , 对我国冰冻圈科研工作同样有借鉴意义 。
冰川需要盖被子
冰川是气候变暖背景下变化最为快速、最显著和最具指示性的地理要素之一 。 过去50年来 , 由于气候变暖 , 全球冰川加速消融退缩 , 造成海平面上升、水循环变化、冰川灾害增加 , 引发人们高度关注 。 应用科学方法 , 缓解冰川消融、保持水资源的可持续利用 , 在当前区域迅速增温、冰川快速退缩的情境下 , 显得尤为重要 。
给冰川盖被子看似天方夜谭 , 但王飞腾是有把握的 。
2020年8月团队与达古冰川风景名胜管理局进行合作 , 在这里进行了一次给冰川盖被子的实验 。
20人组成的实验团队在达古冰川海拔约5000米的高度 , 建立了一个500平方米的冰川试验区 , 在试验区内 , 王飞腾和研究人员为冰川表面覆盖了一层隔热反光材料 。 每隔15天 , 科研人员就到现场测量一次 。
两个月之后 , 研究团队根据数据对比发现 , 盖被子的地方冰川消融速度明显变慢 , 而且消融的体积较少 。 与其他没有做任何防护措施的冰川相比 , 盖被子能够有效减缓冰川消融厚度达到1米 , 初步估计能够减缓70%左右的冰川消融 。