提起珠穆朗玛峰,多数人脑子里蹦出来的画面,无非是刺眼的白、干净的雪、稀薄冷冽的空气。可这份"干净"的印象,眼下要被推翻了。一架中国造的电动无人机,硬生生爬到8861米的高度,从那片本该无瑕的雪面上,揪出了一桩藏了多年的"污染悬案"——珠峰头顶的雪,已经在被南亚方向飘过来的黑色颗粒悄悄染色。这个发现不是靠推测,而是靠实打实的空气样本。
先把主角说清楚。今年珠峰科考季,一款垂直起降运载无人机在为期12天的科考中,于珠峰北坡最高飞至8861米。这个高度比珠峰峰顶还要略高几米,等于是把整个"空气实验室"直接架在了地球最高点的上空。
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爬到这个高度有多难?对无人机来说,气压不到平地的三分之一,气温常年零下几十度,风一阵接一阵。低气压、极寒、乱流被称为无人机极高海拔飞行的"不可能三角"。以前想在这个高度采到干净的空气样本,几乎没戏——探空气球控不了方向,油动飞机自己就往外冒尾气,多旋翼下压气流把周围空气都搅乱,样本采回来根本没法用。
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这次的解决办法很聪明。DJI EV50采用"8组垂直起降旋翼+3组推进电机"复合翼架构,最大可产生27匹马力,首次搭载内转子电机,配以密集散热与进气开口应对稀薄空气。既能像直升机原地拔起,又能像小飞机长时间平飞。更关键的是它是纯电的,机身自己不吐一口废气,采回来的空气才算得上真样本。
在珠峰采空气这事,其实困扰了科学家二十多年。早在2001年,中国科学院院士朱彤就观测到珠峰地区地面大气的高臭氧浓度,并将这一过程归因于冰川风的"下拽"作用。地面上已经能看出端倪,可高空到底发生了什么、脏东西怎么爬上去的,一直是个黑箱。
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这次终于把黑箱打开了。参与科考的北京大学教授叶春翔说得很直白:"此前我们只能测到末端结果,这次在20分钟内,完整捕捉到冰川风从发起到传入的全过程,还确认了冰川风影响区域。"叶春翔坦言,无人机把地面实验室"搬"到高空,也为大气三维观测开辟了新范式。等于是全程摄像机跟拍污染物爬山的过程。
那么它究竟拍到了什么?答案是"黑炭"。听起来陌生,其实就是煤、柴油、木柴、秸秆没烧透之后飘出来的黑色小颗粒。个头极小,肉眼看不到,可它有个要命的本事——特别能吸阳光。落在雪面上,等于是把原本闪着白光的镜子换成了黑吸热垫。
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黑炭的老家在哪?主要来自青藏高原南边那一大片。青藏高原是地球上最为洁净的地区之一,区域内自身工农业污染排放较少,但是与其毗邻的南亚是全球大气污染物排放增长最快速的地区之一。印度、孟加拉、尼泊尔一带的柴火、煤炭、柴油车、砖窑,每年都在往天上送这种黑色微粒。风一吹,它们顺着河谷像坐传送带一样往北爬。
雪被染黑,还只是第一层伤害。真正阴的是第二层——黑炭让水都到不了这片山。发表在《自然·通讯》上的研究给出了一组数字。黑炭浓度上升导致青藏高原南部夏季降水减少,2007年至2016年间冰川平均出现11.0%的物质亏损,在喜马拉雅山脉这一数字上升到22.1%。一边加速融化,一边少下雨少下雪,冰川就是这样被两头夹击的。
有人可能觉得,雪山融就融吧,跟我一个平原上的人有什么关系。这个账其实每个人都得算。青藏高原被科学家叫作"亚洲水塔",靠的就是这里的冰雪当天然水库。
这里包括面积约1×10⁵平方公里的冰川、总面积约5×10⁴平方公里的湖泊,还有长江、黄河、雅鲁藏布江、印度河、恒河、湄公河、阿姆河、塔里木河等10多条亚洲大江大河的源头。几十亿人的水杯和饭碗,源头都在这。
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冰川加速融化,短期看好像水多了,长远看是掏空家底。按照目前的趋势发展,青藏高原的冰川到2050年总面积也许会减少40%。初期以变薄为主融水量增加,后期冰川面积大幅度减少,融水量衰退,部分以冰川融水补给为主的支流将面临枯竭的威胁。存款花完了,就没了。
还有一个正在悄悄发生的危险——冰湖。冰化得快,山谷里憋出的湖越来越大,一旦堤坝顶不住,下游村镇瞬间就完。2000年至2019年间,冰川质量损失率增加了65%。近年来,中国、不丹、尼泊尔、印度和巴基斯坦多次发生冰湖溃决事件,预计未来几十年内,洪水和山体滑坡的风险将继续上升。这已经不是"未来的隐患",是眼下就在敲门的事。
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这次珠峰任务,无人机的活儿其实不止采空气。FC100运载无人机今年登山季累计运输物资超10吨,包括往返转运约2300个氧气瓶,清运近3000公斤废弃物。以往向导耗时数小时的单次运输,如今无人机约8分钟完成。以前登山队员冒着雪崩风险扛上去的氧气瓶,现在机器几分钟就送到了;山上留下的垃圾,也能被清运下来。
在珠峰南边的昆布冰川,另一架无人机也没闲着。首次完成昆布冰川核心区厘米级三维建模,精准还原冰川地形地貌、裂隙分布、冰层厚度等精细化数据,为冰川演化监测、登山路线规划、极地灾害预警提供了高精度数字化支撑。相当于给这块世界名冰川做了次全身高清扫描,以后哪里最危险、哪里在变薄,都能看得清清楚楚。
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这次事情最让人心里咯噔一下的,不是无人机飞了多高,也不是黑炭数字有多难看。而是它把一个平时容易被忽视的常识摆到了台面上:地球是个封闭的大院子,风不认国界。
在我看来,一堆焚烧的秸秆、一辆冒黑烟的老车、一座低效的小锅炉,看着都是"你家里"的事,可它排出来的东西,能一路飘上世界屋脊,落在几十亿人喝的水源头。以前总觉得环保是个大词,现在看,这个词已经具体到每一片雪花上。
8861米的这次采样,与其说是一次技术炫技,不如说是替所有人递上了一张体检单——最干净的地方都开始发黑了,剩下的地方还能撑多久,值得每个人去掂量。
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