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《攀登者》里徐缨的原型是谁?为登顶珠峰,他们开拓了山地环境气

2019-11-09 14:16:38来源:上土资讯

最近,第一部以登山为主题的国产电影《登山者》上映。这部电影回顾了1960年和1975年中国登山队两次试图从北坡攀登珠穆朗玛峰的历史故事。硬汉吴静和张毅首次扮演“气象学家”的角色,章子怡挑战“气象学家”的角色。剧中的场景很壮观,情感剧是“哆”和“郁”。饶是如此,在这两次峰会上,很难充分展示团队成员的毅力、无畏精神和崇高信念及使命。

珠穆朗玛峰的顶峰经历了许多波折。

作为世界上最高的山,珠穆朗玛峰雄伟壮观,仰望天空。地形极其陡峭,环境非常复杂。登顶挑战人类极限是人类追求更高境界的天性。

新中国成立之初,登山不仅是登山运动本身,也是主权宣言和边界谈判的重要基础,尤其是印度,它一直觊觎喜马拉雅山的南边。因此,周总理和贺龙元帅下令:“不惜一切代价,即使只剩下一个人,他也必须登上这座山。”

1960年,中国登山运动员经历了三次突袭。在最后一次突袭中,三名突击队员在经历了一整天的食物匮乏、氧气耗尽和缺水后,决心“竭尽全力”创造连续14小时在这个高度不携带氧气的记录,并于5月25日午夜继续攀登,最终在凌晨4点20分到达顶峰,留下旗帜和主席的形象,在暴风雪中返回营地。当时,珠穆朗玛峰南侧的印度登山队没有抓住这个机会。第二天,它被暴风雪袭击,失败了。

然而,中国这次到达峰会的时间是凌晨4点,不能拍照。根据国际登山惯例,峰会上应保留标志性纪念品(“此次旅行”),并在峰会上拍摄360度照片。没有这些记录,在1960年攀登珠穆朗玛峰就成了不可挽回的遗憾。

1966年,中国决定进行另一次科学考察,从北坡攀登珠穆朗玛峰。探险队由100多人组成,由著名地质学家刘东生先生和新毕业的气象学家高一灯先生领导,高先生首次加入探险队,并担任气象预报队副队长。1966年,物资首先被运送到8.1亿米的营地,在1967年雨季到来之前到达顶峰。然而,由于各种国内运动,1967年的活动没有进行。

1975年,珠穆朗玛峰的顶峰重新开始。中国科学院再次派遣一支科学考察队前往珠穆朗玛峰,与中国登山队合作攀登珠穆朗玛峰,并在大气科学、地质学和高山生理学方面进行全面的科学考察。高一灯先生再次担任气象预报组副组长,同时兼任科学考察组学术秘书和大气科学组组长。探险仍然很困难。气象小组的预测与上级领导给出的高峰日期完全不同。5月2日,领队吴宗岳在前往峰会的途中遇难。3日,该队在离峰顶200米处被强风阻挡。10日,当食物从山顶路线上被切断时,该队被迫撤退。

天气不好,仓库里的粮食快用完了,仓库陷入绝望。当时,中央军委叶剑英元帅派出两架军用飞机,通过日喀则军用机场将北京最好的蔬菜和食品运送到仓库,极大地鼓舞了士气,增强了取胜的信心和决心。气象部门预测在5月25日左右会有另一个晴天。最后,5月27日下午2点30分,中国登山队成功登顶,不仅展示国旗拍照,留下高度为3.5米的红色金属测量目标,还在珠穆朗玛峰顶进行科学实验,在8500米的悬崖上留下梯子,为世界其他国家的登山队留下方便。

利用山顶留下的红色灯塔,中国测绘专家反复准确地计算出珠穆朗玛峰。1975年7月23日,中国政府宣布珠穆朗玛峰海拔8848.13米,这将很快成为世界地图和教科书中的权威数据。山顶上的红色灯塔也成为来自世界各地的登山队拍照的时间卡和登山的“确凿证据”。

章子怡在电影《登山者》中扮演了很多气象学家,为登山的顺利进行做出了杰出的贡献。气象学家在实际登山过程中确实占有非常重要的地位。珠穆朗玛峰地区及其附近山峰的气候复杂多变,甚至在一天之内也不可预测。如果你想在攀登珠穆朗玛峰的过程中做好天气预报,就必须了解山地环境气象学的特点。作为气象学家,人们必须深入山区进行科学调查和研究。电影《攀登者》没有透露气象学家章子怡扮演的原型是谁。然而,从1966年开始,1966年、1975年和1990年参与气象支持攀登珠穆朗玛峰的中国科学探索协会主席、中国科学院大气研究所研究员高一灯先生无疑是最好的原型。

珠穆朗玛峰地区有两种气象科学任务。一是观察和收集珠穆朗玛峰地区的基本气象要素。例如,1975年,登山队的气象队在两个月内在珠穆朗玛峰地区进行了不同方向的气象对比观测。同时,在北坡和尼龙姆河地区5000、5400、6500、7007m和2300、3000和3800m高度进行了降水、温度和风的对比观测。科研小组在海拔5000-8000米的地方采集了冰雪样品,在海拔5700-7007米的地方采集了冰雪、土壤、河水、降水、动植物等样品,在同一海拔的冰剖面上采集了冰样品。还采集了不同方向降水的水样,系统地拍摄了珠穆朗玛峰地区的云图,为登山天气预报获得了极其丰富的第一手资料。

气象学家记录的风速变化图

气象学家的第二项任务是解决登山实践中遇到的问题。在登山过程中,强风带来的低温是最大的困难之一。据登山者报道,有一个重要现象:春季攀登珠穆朗玛峰时,特别是海拔超过7000米时,高空风速往往很高,这严重影响了登山活动。气象学家需要准确预测合适的攀登时间窗,以便登山队在攀登过程中避免暴风雪、强风、低能见度和低温天气。

天时不如地利,地利不如人和。

在攀登珠穆朗玛峰时,天气起着主导作用。

在海拔8000米的地方,大气压力下降到大约370百帕,温度低于零下20度。这个高度是中纬度西风带的主导地带。在珠穆朗玛峰所在的纬度上,有世界著名的西风急流——亚热带急流。冬季半年,正常西风速度可达40米/秒(12级以上),超过台风风速。即使在4月份高原雨季开始之前,该纬度的正常风速仍为25-30m/s,约为10级大风。强风是爬山的最大威胁,尤其是从北坡攀登珠穆朗玛峰。没有登山队敢在强风中挑战珠穆朗玛峰。

该图显示了2019年1月1日250百帕的风速分布。

在冬季的半年里,世界著名的亚热带喷气式飞机在珠穆朗玛峰所在的纬度上,风速达到每秒40米以上。

随着北半球春季的到来,西风带逐渐减弱并向北移动,而热带东风带逐渐向北扩展。珠穆朗玛峰所在地区的西风开始减弱,第一个攀登时间窗出现在四月之后。这个窗口期持续到高原季风开始。青藏高原夏季风爆发的平均时间是5月22日,结束的平均时间是10月4日。在南部建立印度次大陆夏季风的平均时间是6月5日。季风的开始意味着雨季的开始。来自南亚的温暖潮湿的空气沿着喜马拉雅山南麓上升,凝结成云形成雪。因此,夏天不是爬山的合适季节。秋天,随着高原雨季的结束和南亚季风的消退,雨季结束后,西风急流建立之前,一年中第二次有机会攀登珠穆朗玛峰。一般来说,在春天,适合攀登珠穆朗玛峰的天气周期一般不超过5天。秋天,适合攀登珠穆朗玛峰的天气周期一般不超过7天。

4月中下旬,副热带急流减弱并向北移动,珠穆朗玛峰上空的风速减弱,迎来了一年中罕见的攀登窗口。2019年5月21日至23日,珠穆朗玛峰南侧发生了“交通堵塞”。在5月份的登山季节,14人死亡,3人失踪。

自1966年以来,中国科学探索协会主席、中国科学院大气研究所研究员高一灯先生先后于1966年、1975年、1980年和1984年主持了国家登山队攀登珠穆朗玛峰和南迦巴瓦峰的天气预报工作。他还为1990年中日热气球飞越珠穆朗玛峰提供了天气预报。他带领移民穿过雅鲁藏布江大峡谷,勇敢地面对北极和南极。他是中国第一个完成地球三极(南极、北极和青藏高原)科学调查的人。

关于珠穆朗玛峰附近复杂多变的天气条件,高一灯先生在1979年的《珠穆朗玛峰及其邻近地区的天气和天气系统》一书中进行了深入的讨论。他指出,该地区的温度、风、湿度、气压、风速等参数每天都有复杂的变化,斜坡和山谷的温度变化也不同。例如,珠穆朗玛峰北坡7000米以下的温度变化为单峰单谷结构,峰值在14点,谷值在06-10点,双峰双谷型在7500-9000米。地面附近的最低温度出现在上午6: 00,而上午6,500-9,100和9,400米以上的最低温度出现在上午18: 00

风场的变化更加复杂。随着气温的日变化,珠穆朗玛峰附近的山坡(主要被冰雪覆盖)和山谷(主要被砾石覆盖)之间的温差控制着山风和山谷风。一般来说,山风的频率高于谷风,山风的风速高于谷风。山风(Mountain wind)是一种冰川风,从寒冷的冰雪表面向下有明显的日变化,从中午到晚上18点左右增加,下午风的变化随着海拔的增加越来越明显。

高一灯先生结合登山实践,提出了“早出发,早扎营”的行进规则队员们早上4点出发,下午4点必须停下来。爬山时,从凌晨2点开始,中午2点结束。这条规则现在已经被登山界采纳了。要成功到达顶峰,必要的气象条件是将海拔8000-9000米的风速降低到至少每秒20米(8级)。

五月,当这座山正在攀登时,西风仍然在珠穆朗玛峰上盛行。高空西风急流的最大值可达30米/秒(11级),高度约为10500米。高一灯等人的分析发现,西风急流中心的高度比喜马拉雅山南北低约1公里。因此,攀登珠穆朗玛峰北坡的山峰更加困难,特别是在海拔7000米以上的活动中,更容易遭遇强风,严重影响登山活动。

由于高珠穆朗玛峰的环流和高山峡谷的窄管效应,珠穆朗玛峰约7500米处有一个大的出风口。每当有西风或西北风时,这里的风速比相同高度的其他地方快1到2倍。所谓“窄管效应”(narrow tube effect)是指在流体运动过程中,通道突然变窄而造成的加速流动现象,因此登山者在这里经常会发生意外,冻伤或者掉到谷底。风向和风速的判断和预测是峰会成功的必要条件。

1975年5月珠穆朗玛峰附近85 e段的西风速度见“青藏高原气象学”

由于青藏高原观测站稀少,珠穆朗玛峰附近高水平气象条件的判断依赖于各种气象观测,目视观测经验也非常重要。特别是,有必要学会识别珠穆朗玛峰峰顶附近的云:涡旋云和地形云。漩涡云经常出现在障碍物下游左侧的“死水区”,顺时针旋转。地形云通常包括背风波动的山云、峰顶迎风飘扬的旗帜云、峰顶的山云以及峰顶附近的其他荚云和带状云。

根据经验,当珠穆朗玛峰峰顶附近没有云时,很难判断珠穆朗玛峰高空风的大小。一般来说,当珠穆朗玛峰峰顶有山云,背风面没有波云时,峰顶高度附近的风速会低于20m/s,适合攀登珠穆朗玛峰。然而,当峰顶的旗云随风疾驰时,旗云顶部的波动并不明显,即使云尾逐渐下沉,9公里高度附近的风速也在25米/秒以上,不适合攀爬。春天,当山顶有东北风和旗帜云时,珠穆朗玛峰上的西风带有一个高压脊,这是攀登珠穆朗玛峰的好时机。

珠穆朗玛峰的顶部是一片山云,而山顶的东侧是一片涡旋云。这张照片来自“青藏高原气象”

青藏高原是影响东亚和全球气候的“大老板”。

珠穆朗玛峰所在的青藏高原是除南极和北极以外的地球“世界屋脊”。由于青藏高原的影响,形成了具有区域和全球影响的东亚槽、南亚高压、南亚季风和东亚季风。如果没有青藏高原,或者青藏高原的高度和规模没有今天那么大,高原周围的气候就完全不同于现在,这一点通过地质和气候模型的数值模拟得到了证实。

高耸的青藏高原对从中穿过的西风有很强的阻挡作用。西风要么绕着山流动,要么爬山。冬季,低层大气西风带通过青藏高原分为南北两部分。北支在高原西北部形成西南气流,给高原北部和新疆中部的天山带来一些水汽。当这股气流绕过新疆北部时,变成西北气流,并与极地大陆气团汇合,从而大大增加了冬季中国东部的西北风力,并向南延伸到更远的地区。然而,气流的南支在高原西南部形成了西北气流,这使得南亚西北部的干燥气候更加干燥,形成了热带沙漠气候。绕过高原南侧后,气流变成西南气流,给云贵高原和我国东南沿海地区带来温暖湿润的气流,有利于这些地区冬季降水系统的形成。在青藏高原的东侧,四川盆地和汉中地区,在两股气流之间,风力微弱,空气稳定,因此成为“死水区”。盆地里的空气潮湿多云。所谓“蜀狗对着太阳吠叫”就是指这种天气。因此,如果没有来自青藏高原的屏障,我国的气候将是另一个景象。

青藏高原的热结构与周围大气明显不同。这种热效应直接作用于对流层中部,其影响甚至更为显著。特别是在夏天,高原是一个巨大的“热岛”,相对于周围的大气而言,它位于对流层的中间。在它的影响下,下层形成巨大的热低压,上层形成巨大的热高压。这种巨大高压的影响可以到达南半球。当喜马拉雅山南麓和青藏高原有强烈的感热通量时,一方面可以加强南亚季风,在喜马拉雅山南麓形成世界上最强的降水中心(喜马拉雅山南麓印度梅加拉亚邦的马武鲁和基拉彭齐年降雨量超过11000毫米,其中基拉彭齐创下了26000毫米的多年来和2600毫米的世界纪录!),另一方面,加强东亚季风,从而增加中国东部的降雨量和雨季能达到的范围。显热越强,东侧西南季风越强,中国东部水汽通量越大,降雨量也将增加。因此,没有青藏高原的强化作用,我国东部鱼米之乡的形势可能会发生根本性的变化。

青藏高原动力和热力效应的存在,一方面加强了南亚季风,促成了世界上最强的降水中心在喜马拉雅山南麓的形成,同时也加强了东亚季风环流,增强了中国东部的水汽通量。图片来源于吴国雄院士,参见吴等人(2007)。

青藏高原具有独特的环流和天气气候特征。它是我国一些天气系统产生的上游地区,也是下游主要灾害性天气的源头。例如,我国许多暴雨、冰雹等天气都起源于高原,西南涡的涡源位于高原或其一侧。特别是在春季和夏季,高原上的对流云团在合适的条件下可以聚集成云,形成对流天气系统,并向东移动,影响中国东部的降水。高原复杂的地形也在边界层中造成冬夏季不同的准稳定浅系统,在适宜的高海拔条件下,它们也会发展并移出高原。向东移动的中尺度涡经常形成极端暴雨。例如,1981年7月9日晚,四川盆地西南部的暴雨是由西南涡引起的。暴雨引发泥石流,冲垮了成昆铁路尼日尔至乌什之间的莱扎达铁路桥。两辆机车、一辆行李车和一辆客车共442列火车驶入大渡河,造成240多人死亡和失踪,成为中国铁路史上最致命的事故。然而,导致1998年长江流域特大洪涝灾害的降水主要来自三次连续大规模暴雨过程,均有西南涡沿长江移动,在洪峰地区继续产生暴雨,使洪峰更加严重。

中国科学家已经研究青藏高原将近90年了。1960年,杨建初、陶世炎、叶杜正、顾震超主编的《青藏高原气象学》出版,这是中国首次系统总结青藏高原的研究。

1960年,杨建初、陶世炎、叶杜正、顾振超主编的《青藏高原气象学》出版,这是中国首次系统总结青藏高原研究。叶杜正、高友喜等人1979年编辑的《青藏高原气象学》仍然是研究青藏高原气象学的权威著作。

1971年,周恩来总理主持召开全国科学技术会议,提出“注重基础理论研究”的思想。中国科学院立即制定了中国科学院《1973-1980年青藏高原综合科学考察计划》,组建了2000名来自不同学科的研究人员,开展了首次青藏高原综合科学考察。在此调查的基础上,叶杜正、高有喜等人1979年编辑的《青藏高原气象学》仍然是青藏高原气象学的权威著作。

第一次青藏高原气象科学实验于1979年5月至8月进行,第二次青藏高原气象科学实验于1998年5月至8月顺利进行。2014年,第三次青藏高原气象科学实验开始。2017年8月,中国科学院领导的第二次青藏高原综合科学考察开始。9月18日,习近平总书记致信中国科学院青藏高原综合科学考察研究组。

至此,青藏高原的研究进入了一个新的篇章。

(lasg的高一灯研究员和邹涵研究员回顾了这篇文章并提出了修改意见。周春江博士整理了相关资料并修改了文本。)

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