駐守雪崩之谷：探訪我國唯一積雪雪崩研究站

新華每日電訊1月18日消息，人們常説,雪崩發生時,沒有一片雪花是無辜的。在常人的思維中,都是要居住在遠離雪崩的地方,雪崩發生時,要儘量逃離。而有這樣一羣人,卻常年堅守和居住在雪崩最頻繁發生的峽谷裏,一守就是50多年,他們嚴密監測山谷降雪和積雪的變化情況,繪製出了我國天山山區公路雪崩(風吹雪)危險區分佈圖,通過分析氣候變化,結合當地地形地貌,進行災害預防和治理研究。他們,就是中科院天山積雪雪崩研究站的科研工作者們。

雪崩最頻繁的峽谷裏

全國唯一的積雪雪崩研究站

近日,記者跟隨中科院特聘專家李蘭海博士團隊,從天山山脈東段最高峯博格達峯腳下的烏魯木齊出發,冒着大雪驅車西行一千多公里,經過兩天的艱難行程,來到中哈邊境伊犁哈薩克自治州新源縣境內的那拉提鎮,沿天山山脈西段一路盤桓而上,到達全國唯一的雪崩觀測站——中科院天山積雪雪崩研究站。

積雪雪崩研究站坐落在海拔1776米的天山深處,鞏乃斯河從旁邊流過。這裏冬季降雪頻繁,雪期大於150天,雪最深處超過150釐米。以研究站為原點,上下12公里,都是雪崩危害地段,也是野外觀測和研究雪崩的絕佳地段。

艾肯達坂上公路邊堆起的高大的雪牆。

“出於現場工作的必要性,前輩們不懼危險將站址選在了雪崩最頻繁的峽谷裏。在這樣既危險又人煙稀少的地方設立觀測站從事山地積雪雪崩研究,在中國,甚至中亞區域都是獨一無二的。”積雪雪崩研究站站長李蘭海滿懷敬意地説。

1967年,為了保證翻越天山通達南北疆的公路全年暢通,我國成立了天山公路雪害防治工作隊,專門研究雪崩形成的機制和防治辦法。隨後又成立了天山積雪與雪崩研究站,選址在地形特殊、冬季降雪頻繁、積雪相關災害易發區域。可以説,正是積雪雪崩站所處的天山深處這一危險路段,為雪崩現場觀測和研究提供了得天獨厚的環境條件,便於科學家們對積雪進行長期持久的跟蹤觀測與試驗研究,為雪崩等相關災害防治提供了重要依據。

夾在兩山之間峽谷地帶的積雪雪崩研究站靜立在國道218線路邊,簡陋的幾間住房與先進的氣象觀測場形成了鮮明對比。經過數十年堅持不懈的野外觀測及相關研究,科學家們在此建立了觀測設備齊全先進的氣象觀測場,雪崩衝擊力測量儀、雪層温度熱流測量儀、水質分析儀、積雪特徵儀等設備一應俱全,還建立了雪害防治工程試驗場、雪崩衝擊力試驗溝槽和雪化學實驗室。研究站取得的多項科研成果都獲得了國家級嘉獎,成為在國際上具有一定知名度的專業研究機構。

記者爬上研究站對面的山坡,這裏是雪崩最易發的地段,巨大的人工挖掘的溝槽和堆砌的土丘都是用來給雪崩減速的。當重達幾噸的雪團滑落時,就會像坐滑梯一樣,通過人工設置的減速裝置削減破壞力,然後順着導雪槽,以拋物線姿態越過積雪站衝到河裏。觀測場的各種設備和探頭可以自動測量雪崩的衝擊力,記錄雪崩的速度、壓力等數據,還原雪崩的發生發展過程,通過雪崩發生機理分析,揭示氣温變化與雪崩集中發生的關係,為雪害預防治理提供技術保障。

觀測員王海存在積雪雪崩研究站清雪。

記者隨李蘭海團隊翻越了海拔3000多米的艾肯達坂,這裏是冬季唯一連通天山南部塔里木河流域與北部伊犁河流域的通道,也是在長達半年的冬季裏,南北疆間唯一通達的最短距離國道。國道沿途兩邊都是積雪覆蓋、銀光閃閃的天山山脈,深深的溝谷和雪槽分佈其間,這裏也是雪崩的高發地段,越野車小心地行駛着。

李蘭海介紹説,這些溝槽中常有風速達每秒15米以上的大風出現,裹挾起雪粒漫天狂嘯形成“風吹雪”瀰漫四周,剎那間天地間一片混沌,能見度幾乎為零,氣温驟降,滴水成冰,道路很快會被1米多高的雪牆堵死。曲折蜿蜒的盤山公路再伴隨着凜冽呼嘯的“風吹雪”,就成了過路司機無法逃避的“鬼門關”。雪崩更是這一區域最危險的高山災難,國道沿途易發雪崩路段有60多處。據他介紹,雪崩發生時非常突然,積雪高速從山上呼嘯而下,所到之處摧枯拉朽般掃蕩一切,車毀人亡的事故每年都有發生,有經驗的老司機都談之色變。

積雪雪崩研究站所在區域,正是國道217和218線交會地段,這兩條連接新疆天山南北的交通命脈,也是我國重要的軍事和經濟要道。積雪雪崩研究站參與和主導的雪害防治研究,為在這些道路上的雪崩易災區設置下導風吹雪裝置、防雪走廊、防雪崩土丘和防雪崩台階等提供了技術保障和科研基礎,保證了公路常年通暢。

近年來,研究站的課題也不斷拓展,從最初主要解決雪崩實際問題,發展到觀測降雪過程、雪晶形態、雪崩機制和融雪水文等系列課題。在李蘭海博士帶領下,積雪雪崩研究站的升級版——伊犁河流域生態系統研究站也已初具規模,實現了從單一學科到多學科,從積雪研究到積雪生態研究,從點研究到整個流域研究,為西部乾旱區尤其是新疆水資源的可持續利用、有效保護和決策規劃提供了科學依據。

這裏見人少,也很少説話

慢慢地就不太會説話了

對於樸實甚至有些木訥的王海存來説,白色就是生活的底色和平常色,近20年駐守在中科院天山積雪雪崩研究站,一年中大半年的時間滿目皆積雪,觀測員王海存的世界單調而有序:每天早中晚三次把定點觀測到的温度、濕度和氣壓數據繪製成表並上傳。由於必須有人工和自動觀測兩套數據,所以即使在零下三四十攝氏度的極寒天氣裏,早晚7點半的測量都是雷打不動的。就是這些日復一日單調的採集和觀測工作,經年堅持下來,為研究積雪和雪崩的科研工作者們提供了連續的完整的基礎數據。

王海存第一次到積雪站工作時只有21歲,如今,他已經是48歲的中年人了,陪伴他一起的,除了妻子劉世紅,還有三條狗、幾隻羊和一羣雞。“我也曾經因為堅持不下去而離開過,這裏太孤單了,連個説話的人都沒有。”1991年,一個偶然的機會,王海存從甘肅農村來到遙遠的天山深處。“那時候設施太簡陋了,就是兩間鐵皮房子,房頂還是木板的,晚上用爐子架上火,熱氣都從木板縫中透出去了,早晨起來門窗上都結了厚厚的一層冰,得拿個小榔頭把冰敲掉才能出去。”

1997年,獨自在幾乎與世隔絕的峽谷裏堅守了六年後,王海存離開了。九年後,他又攜新婚妻子迴歸駐紮,還在站上生了孩子。如今,兒子都快要上中學了。“兒子小時候喜歡到研究站來玩雪,現在長大了,覺得這裏沒有小夥伴不好玩,不愛來了,放假時最多待兩三天就回鎮上的姥姥家去了。”“我在這裏習慣了,會一直堅持到幹不動了再離開。”沉默而質樸的王海存不善言談,問幾句話才答出一句來,每一句都要想很久。“這裏見人少,也很少説話,慢慢地就不太會説話了。”而每到搞科研的學生們上山來做實驗時,“活地圖”王海存就高興起來,他揹着儀器給學生們帶路,前山後山到處轉,哪座山上的雪厚,哪座山上的雪實,哪條小路最好走,他心裏都有數。

就是這個建站時修的房子,還曾經遭遇過幾次雪崩呢,最大的一次是在2012年2月,當時對面山上“崩”下來的雪有一人多深,氣象場的儀器都被埋住了,養了幾年的大黑狗從雪堆中挖出來時已經死了,這讓王海存難受了好久。路上的積雪挖掘機挖了半個月才通車,幸虧房子沒有被衝倒。王海存對判斷雪崩發生還是很有經驗的,“雪崩前都有預兆的,可以根據雪的厚度、地温還有氣浪來判斷。”

積雪雪崩研究站所在區域年降水量有1000多毫升,其中降雪量就佔了三成多。再加上獨特的地質與氣象條件,讓天山深處的這一段國道,成了我國著名的雪崩高發區,觀測與研究、預防與治理也由此成為重中之重。

冰雪無情人有情,同樣堅守在深山裏,保障南北疆間交通大通道四季暢通的,還有當地的公路、氣象等部門。記者在伊犁公路管理局那拉提分局的工作現場看到,剛入冬就接連降下的幾場大雪,讓鞏乃斯搶險保通基地的工人們徹夜不停地工作着:掃雪機在前面開道,推雪車緊隨其後,奮戰在半人深的積雪中的工人們幹得熱火朝天。

在滴水成冰呵氣成霜的野外作業,大風捲起的雪粒漫天狂嘯,遮天蔽日,一會兒工夫就能把道路封死了。由於能見度非常低,道路全部被雪掩埋後,天地間一片混沌,根本分不清哪裏是天,哪裏是路,哪裏是懸崖。操作掃雪機的機械手們只能憑着多年的工作經驗和對地形的熟悉一點點推進,遇到危險路段時必須用人來做導航標,徒步在風雪中探路指揮,掃雪機緊跟其後一步一步向前推進,稍有不慎,就會連人帶車滾下山崖,後果不堪設想。而在清雪的間歇,車輛的引擎蓋就是道班工人們的餐桌,饢和榨菜就是美食……

伊犁公路管理局那拉提分局負責人周豪告訴記者,上個雪季,從2017年10月中旬到2018年5月,那拉提分局共出動各類除雪機械239台班,清除積雪414萬立方米,救助被困暴風雪中的司乘人員46人。“我想特別提醒冬季過往的車輛,一定要攜帶防滑鏈,及時關注天氣和交警部門的路況通阻信息,千萬不要冒險,在保證自身安全的同時,避免過度佔用公共資源。”

天山公路路難行,一年四季有險情。記者在天山深處的鞏乃斯山區公路上採訪時,開大貨車的司機們也紛紛圍上來你一言我一語地告訴記者,這裏一年四季“風吹雪”、雪崩、水毀、崩塌、泥石流、凍土等公路病害隨着季節的交替輪番出現,簡直就是“公路病害博物館”。而常年駐守在此的科研、公路、氣象工作者們,克服寂寞與寒冷、堅守職責與信念,50多年如一日保障着南北疆國防與經濟大通道四季暢通,真可謂是“精感石沒羽,豈雲憚險艱”。

我國不少公路受雪崩威脅

積雪雪崩研究亟待加強

高僧玄奘在《大唐西域記》中記載了取經途中翻越雪山的經歷:山谷積雪,春夏含凍,由此路過,不得赭衣持瓠大叫。微有違犯,災禍立見。這是玄奘途經天山山脈西段木扎特河谷時遭遇的險境。史料所記載的積雪在將化未化之時,遇到外力,哪怕是一點聲音,都會傾瀉而下,成為雪崩,屆時會狂風大作,沙石如雨,遭遇者大多喪命,難以生還。古人認為這是驚擾了沉睡的天神致其盛怒而降禍於此,其實,這與科學家們所研究的雪崩發生時的條件相當吻合。

李蘭海告訴記者,通過多年的觀測與研究發現,導致雪崩的兩大主因是強降雪天氣和氣温劇升過程,而誘發雪崩的外界因素則有很多,比如地震、大風,甚至汽車鳴笛、動物踩踏、滾石等都有可能引發災害。

作為高山山地生態系統的組成要素之一,雪崩對不同高度山地和不同季節的氣候環境具有調節功能,還對山區積雪具有再分配功能。雪崩只有在影響到人類活動時才成為災害。近年來,隨着人類活動逐漸向山區擴展,一些區域性雪崩開始威脅交通要道,破壞基礎設施,也使得雪崩防治成為當務之急。

新疆阿爾泰山、天山和崑崙山區的交通與公共設施常年受到雪崩威脅。每年冬春兩季,貫通新疆南北向和東西向的217、218兩條國道,時常會因雪崩導致交通中斷。地處喀喇崑崙山的中巴國際公路,也因為雪崩災害經常封路。

記者從中科院新疆生態與地理研究所瞭解到,目前,我國結合衞星遙感技術和人工勘測,確定區域的雪崩頻發點和雪崩災害嚴重地區,為公路、鐵路和其他基礎設施的選線與建設提供參考,從而規避雪崩嚴重地區。對於無法規避的雪崩受災點,還可通過建設防雪崩欄、導雪槽等工程設施,儘量減少雪崩帶來的破壞與影響。

而在現實中,我國一些山區公路許多路段都暴露在雪崩頻發點之下,對雪崩發生的提前預警就不失為減少雪崩災害損失的有效方法。當前,基於雪崩發生物理機理的預警系統正在走向應用,未來可讓人們提早預防雪崩的發生。李蘭海透露説,中科院正在積極構建一套基於衞星遙感監測、地面積雪觀測和雪崩預警模型模擬的立體化雪崩預警和監測系統,為我國新疆地區和中亞一些區域的雪崩災害防治提供有效和可靠的技術力量。

近年來,李蘭海博士團隊先後完成了中天山環線的積雪特性及分佈調查、“中巴經濟走廊”雪崩災害評估,克拉瑪依至塔城線風吹雪災害評估,為克塔鐵路選線和線路設計提供了科學支撐。李蘭海表示,今後還將通過構建積雪與雪崩長期觀測實驗分析和數值模擬平台,揭示積雪及次生災害的形成與演變機制,為重大工程安全、國家和區域社會經濟持續發展提供理論依據。作為國際河流伊犁河的源頭,天山積雪的研究更是為國家的生態外交和跨界河流談判提供重要依據。

基於此,作為我國唯一的積雪雪崩研究站,未來大有文章可做。據瞭解,李蘭海博士團隊將以兩個研究站為主體,構建一個由當地科技、氣象和交通等多部門參與的災害預警防治合作機制,共享觀測數據,建立道路積雪雪崩監測聯動機制,最大限度地利用監測數據減少公路突發事件造成的人員傷亡和財產損失。

記者在設施齊全的伊犁河流域生態系統研究站,還看到了正在籌建設計中的以雪科普為主,結合實物、音視頻、畫作、詩歌、科學實驗等多媒體聚合的雪科普展覽室和雪科學博物館,把跟雪有關的自然現象進行直觀展示和科學釋義。李蘭海團隊已經着手組織有關專家編寫《積雪和雪崩野外觀測與調查》與《積雪詞典》,未來研究站還將配合冬奧會的舉辦開展積雪攝影大賽,在對大眾進行雪科普的同時挖掘更多科研人才,彌補當前年輕科研人員緊缺斷層。

落在一個人一生中的雪,我們無法全部看見。落在一個專門研究積雪與雪崩的科研工作者一生中的雪,落在一個一年大部分時間與雪做伴、以清雪為職業的普通勞動者一生中的雪,卻給我們的社會與生活帶來了有目共睹的便利與變化。正是他們的沉默與堅守,才讓我們在面對嚴酷的大自然時,感受到了科學的温度與奉獻的快樂。