生态环境国家民委重点实验室旗帜飘扬在世界第三大冰川上

——普若岗日冰川科考纪实

在2024年8月至10月期间，我校民族地区生态环境国家民委重点实验室副主任林伟立教授，携手生命与环境科学学院的赵罡副教授，以及研究生陈熠、郭淑政、孙杰、高祎程等一行，与来自北京大学、中国科学院青藏高原研究所、中国科学院空天信息创新研究院、中国科学院安徽光学精密机械研究所、西交利物浦大学等多个顶尖科研机构的精英团队（总计约300名科研人员），共同在青藏高原西北部的双湖地区及雄伟的普若岗日冰川，圆满完成了一场既艰辛又极具意义的科学考察与外场观测研究。此次科考活动，作为“第二次青藏科考”中的标志性任务——“守护‘水塔’：聚焦‘一原两湖三江’”的重要组成部分，旨在深入探索并揭开青藏高原大气环境的神秘面纱，为科学研究与环境保护贡献重要力量。

1. 研究区域

“一原两湖三江”构成了“亚洲水塔”这一生态宝库的核心区域。其中，“一原”指的是世界上中低纬度地区面积最为广阔的普若岗日冰原；“两湖”则分别是西藏自治区的两大明珠——第一大湖色林错与第二大湖纳木错；“三江”则是指蜿蜒流淌的长江、怒江以及雅鲁藏布江。

双湖县，这座坐落于青藏高原西北部的县城，其地理位置独特，介于东经83°52′至90°26′、北纬30°41′至36°41′之间，平均海拔高度超越了5000米，堪称中国海拔最高的县。而距离县城东北部约90公里之处，便是国家级羌塘保护区的核心地带——普若岗日冰川。

普若岗日冰川，这座除南极、北极之外的世界第三大冰川，被誉为“世界第三极”，同时也是低纬度地区最为壮观的冰川。其总面积达到了422平方公里，冰川表面平坦开阔，宛如一条自西北向东南延伸的银色巨龙。冰川的最低海拔约为5000米，而最高处则高达6800米，这一壮丽的景象无不令人叹为观止。

2. 研究任务

此次，重点实验室的团队主要参与北京大学环境科学与工程学院朱彤院士领导的大气环境外场观测。主要致力于两大关键区域的大气环境观测：一是近地面（海拔4900米），二是冰川近表面（分别位于5400米和5800米），并充分利用浮空艇进行部分参数的测量。在近地面观测站（4900米），团队主要监测了一系列关键参数，包括气象参数、光解速率常数、O₃（臭氧）、NOx（氮氧化物）、CO（一氧化碳）、SO₂（二氧化硫）、VOCs（挥发性有机化合物）、黑碳浓度以及气溶胶特性（如散射特性和粒径分布），这些在线测量手段为追溯大气污染物的来源及其传输机制提供了强有力的技术支撑。此外，团队还采用了离线分析方法，对含氧挥发性有机化合物（OVOCs）和颗粒物进行采样和离线分析。

尤为值得一提的是，与生环学院刚刚建立合作伙伴的西交利物浦大学理学院赵鹏科研团队还引入了前沿的CCNs-200云凝结核计数器和WIBS-5荧光气溶胶监测器。这两大设备分别用于探究大气中的云凝结核数量以及荧光气溶胶的特性，它们能够深入揭示颗粒物的吸湿性能和荧光属性，从而为理解大气中云的形成过程及其演变机制提供了全新的洞察视角。

在空天院浮空艇平台上，团队搭载了NOx监测仪器，并实施了单颗粒物、OVOCs以及云雾水的离线采样分析，进一步拓宽了观测的维度。同时，在冰川末端（5400米）和冰原（5800米）的高海拔区域，团队也进行了O₃的测量，并对部分OVOCs及云雾水进行了采样，这些举措无疑为全面解析青藏高原极端环境下的大气化学过程增添了宝贵的数据。

3. 观测过程

在实地观测实验正式拉开帷幕之前，北京大学叶春翔研究员精心策划并主导了一系列周密的筹备工作。他带领团队深入分析了双湖地区的气候特征、地形地貌以及大气环流模式等核心要素，据此精心策划了一套详尽的科研行动蓝图与实验方案。为确保观测活动万无一失，科研团队对所有设备和仪器进行了严格的调试与校准。

2024年8月11日，科研团队顺利抵达双湖县，面对高原环境的严峻挑战，他们展现出了非凡的毅力与适应能力，迅速克服了高原反应带来的不适。随后，团队有条不紊地展开了实验场地的电力供应布局与设备布设工作（详见图1），并逐一安装了各类精密仪器。

至8月14日下午，所有准备工作圆满告竣，夜幕降临之时，仪器逐一启动，正式投入运行。在接下来的观测周期内，即从8月14日至10月2日，科研设备在大多数情况下均保持了良好的运行状态，仅在极少数情况下因当地市电供应不稳定而遭遇短暂断电，但整体上，观测任务顺利推进，成功达成了既定的目标与要求，为科研探索奠定了坚实的基础。

图1 设备安装集装箱及实验场地环境

在浮空艇执行高空观测任务的过程中，科研团队时常面临复杂多变的气象条件所带来的严峻挑战，诸如雷电交加、暴雨倾盆、冰雹肆虐以及大雪纷飞等极端天气现象，无疑为科研活动的顺利推进增添了重重困难。然而，科研队员们凭借着坚韧不拔的精神，紧紧抓住每一个稍纵即逝的“时间窗口”，争分夺秒地展开升空测试（如图2所示）。

浮空艇的飞行高度跨越了从海拔4900米至6300米的高度，科研团队在如此极端的高空环境中，成功实施了十多次升空观测，并获取了极为珍贵的科研数据。这些数据不仅为深入理解青藏高原的大气环境提供了宝贵的依据，更彰显了科研团队在极端条件下不懈探索与勇于攀登的科学精神。

图2 “极目一号”浮空艇调试（左）与升空观测（右）

与此同时，在广袤无垠的普若岗日冰原之上，科研团队正紧锣密鼓地展开着一系列井然有序的观测工作。2024年9月4日这一天，我们历经两个小时的崎岖颠簸车程，终于抵达了海拔5400米的冰川脚下，随即着手进行仪器的架设工作。在确保仪器顺利启动并稳定运行后，陈熠、孙杰等科考队员毅然踏上了前往更高海拔冰原的征途，与其余科考同仁一道，徒步向海拔5800米的冰原深处进发。在这片辽阔的冰原之上，网络信号全然无迹可寻。

历经三个多小时的艰难徒步，队员们终于在傍晚六点左右抵达了目的地。紧接着，他们便迅速投入到仪器的架设与连电调试工作中，直至七点半左右，所有工作才圆满完成。天色渐暗，队员们不得不开始返程，又是一番近两个小时的徒步跋涉，才重新回到了山脚。当大家最终赶回县城的住宿地时，时针已经悄然指向了晚上十一点多。

像这样“既艰苦又充实”的日子，早已成为了冰川观测任务中的“家常便饭”。尽管过程充满了艰辛与挑战，但为了能够持续获取宝贵且有效的科研数据，每一位队员都深感这份付出是值得的。这些来之不易的数据与样品，无疑将为科学家们深入探究青藏高原腹地大气环境的演变规律提供不可或缺的科学依据。

图3 普若港日冰川（5400m和5800m）观测点及科考队员合影

在此次意义非凡的科考活动中，备受尊敬的姚檀栋院士、朱彤院士以及享有盛誉的外籍院士郎尼·汤姆森亲临现场，深入调研并细致观测各项科研进展。他们不仅亲自访问考察，更与科研团队成员进行了温馨而深入的交流，围绕青藏高原大气环境的复杂科学问题展开了热烈而富有成效的讨论。三位院士以其深厚的学术造诣和丰富的实践经验，为科研活动注入了新的灵感与动力，提供了极具价值的指导与建设性建议，极大地推动了科研工作的深入与发展。

图4 科考队员和朱彤院士现场合影

图5 科考队员和姚檀栋院士现场合影

4 后记

在蔚蓝天空的映衬与绮丽自然的怀抱中，众多科研单位的精英团队在探索未知的科研征途上，遭遇了重重艰难险阻。高海拔的严酷环境无疑为科研探索活动披上了一层厚重的挑战外衣，科研人员不仅要在刺骨的寒冷与氧气稀薄的困境中坚持前行，还必须勇敢地战胜高原反应所带来的身体煎熬。此外，科研所需的高端设备与精密仪器，在这片高原之上也频现故障与损耗，无疑为科研进程的顺畅推进增添了巨大的阻力。

然而，正是这些看似不可逾越的障碍，铸就了科研人员坚韧不拔的意志与卓越非凡的能力，更为他们积累了无可估量的实践真知与宝贵经验。展望未来，我们矢志不渝地深化并扩大青藏高原大气环境科研的广度与深度，矢志推动大气科学领域的蓬勃发展与创新跃升。

同时，我们亦将积极践行绿色发展理念，矢志不渝地强化生态环境保护工作，为捍卫“亚洲水塔”的纯净与青藏高原地区的可持续发展倾注更多的智慧与力量。让我们并肩同行，在这片神奇的土地上，共同编织一个绿意盎然的发展之梦！

供稿人：孙杰，陈熠

审校：林伟立