高温冻土：陌生又熟悉的“软骨头”冻土是温度低于0℃且含有冰的岩石和土壤。近年来，随着全球气候变暖，原本“冷酷”的冻土正在经历升温。对于温度介于-1.5℃到0℃之间冻土，被称之为高温冻土。高温冻土离融化只有一步之遥，其冰胶结作用相对较弱。虽然它的外表是固态，但内部却已经松软，就像是即将融化的冰淇淋。随着人类工程活动的加剧，以青藏公路、青藏铁路到青藏直流输电塔基等为代表的重大工程在高温冻土区修建，在进行构筑物建设或开挖时，原有的应力方向会发生偏转。想象一下，当你笔直地向下按压一块冻土时，力的方向是垂直的。但在实际情况中，由于路堤的堆积、边坡的存在或者开挖体的形状复杂，冻土内部承受的压力方向会发生倾斜，就像你用手按压一个斜面一样。这种“应力主轴偏转”现象，在斜坡、高路堤边坡、路桥过渡段等存在临空面的区域尤为明显。传统的单轴或三轴冻土力学研究，无法模拟真实工程中那股“拧劲儿”的复杂受力状态。结果就是：基于这些数据设计的工程设施，在面对应力主轴偏转时，往往会高估地基的实际承载能力，这个误差在工程中可能是致命的。探秘“力的方向”：冻土也会“扛不住拧劲儿”为了弄清这种“拧劲儿”到底有多大影响，中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室的研究团队研制了一台“神器”：冻土空心圆柱扭剪仪（图1）。这台仪器允许研究人员在特定方向上对冻土样品施加压力，精确模拟实际工程中应力主轴偏转的情形。想象一下，这就像是能够360°全方位“按压”一块冻土，并观察它在不同角度压力下的反应。图1 冻土空心圆柱扭剪仪将主应力方向相对于竖直方向的偏转角设为α，研究人员分别测试从0°（垂直压力）到各种倾斜角度的冻土强度。同时，研究人员还考虑不同初始压力水平（500 kPa、1000kPa和2000 kPa，对应轻到重的工程荷载）对冻土强度的影响。实验结果揭示了一个令人意外的规律：偏转角与冻土强度密切相关。在较低的压力水平（500kPa）下，主应力方向的偏转对冻土强度的影响最为显著。随着偏转角α从0°逐渐增大，冻土强度表现出先减小后增大的趋势。最危险的点出现在α=45°，此时冻土强度最低，比不偏转时（α=0°）整整降低了27.3%！图2为高温冻土应力-应变关系与强度随主应力偏转角的变化特征。图2 高温冻土应力-应变关系与强度随主应力偏转角的变化这意味着什么？假设一个结构在传统测试中能够承受10吨的重量，但在45度斜向压力下，它的实际承受能力可能只有7.3吨左右。如果这个隐患没有被发现，后果将不堪设想。更有趣的是，随着初始平均压力的增加（1000 kPa和2000 kPa），情况发生了变化。主应力偏转引起的强度衰减减小了，而且强度最低点出现的位置也从45°转移到60°。这表明，在重压之下，冻土对“拧劲儿”的抵抗力有所增强，但抵抗力不均匀的现象依然存在。非共轴现象：当冻土“口是心非”时那么这些现象背后的机理是什么？实验室研究团队发现，关键在于一种被称为“非共轴”（non-coaxiality）的行为。什么是非共轴？通俗地说，就是“力的方向”和“变形的方向”不一致。在理想弹性材料中，你怎么压它，它就怎么变形，即力的方向和变形的方向是一致的（共轴）。当主应力方向倾斜时，冻土内部的主应变塑性增量方向并没有完全跟随应力的方向，而是表现出显著地偏离。研究人员将这种不一致描述为“非共轴角”，且偏离越大，说明冻土内部的“错位”越严重。为什么会这样？这源于冻土微观结构的各向异性。简单理解就是：冻土抵抗不同方向变形的能力是不一样的。对于高温冻土而言，其抵抗横向扭转剪切变形的能力要显著弱于抵抗竖向压缩剪切变形的能力。你可以想象成一块有纹理的木材，顺着木纹劈开容易，横着切断难。冻土内部也有类似的“纹理”或结构，在低初始压力（500kPa）下，这种各向异性表现得尤为突出，因此非共轴角较大，强度降低也最明显。随着初始平均主应力的增加，外部压力迫使冻土内部结构更加紧密，微观结构的各向异性演化被减缓，主应力与主应变方向趋于一致，非共轴角减小，不同偏转方向上的强度差异也随之缩小（图3）。图3 冻土加载中的非共轴行为演变过程结语从实验室里精密的空心圆柱仪，到青藏高原上的千里铁路线，冻土研究架起了一座连接基础理论与工程实践的桥梁。关于应力主轴偏转与非共轴行为的研究，或许只是冻土力学长河中的一朵浪花，但它所揭示的真理“力的方向与物质响应之间的微妙关系”将继续指引着寒区工程向着更科学、更安全的方向前进。人类要想在世界屋脊建设更安全、更持久的工程，就必须学会读懂冻土的“脾气”，尊重它的“方向感”。 作者：明锋系中国科学院西北生态环境资源研究院 ;副研究员

11月27日，中国科学院兰州分院中学科技节隆重启幕，作为本届科技节的重要支持单位，中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室深度参与，用源自科研一线的前沿知识点亮校园科技之光，在青少年心中播下科学探索的种子。让冰冻圈科学走进校园：科普大赛成果发布成为开幕式亮点在国歌奏响、旗帜飘扬的庄严氛围中，本次科技节正式拉开帷幕。实验室殷秀峰副研究员发布了“冰冻圈科普大赛”表彰决定。实验室党总支副书记王进东及校领导一同为获奖学生颁奖。颁奖现场冰冻圈科普大赛由实验室联合学校共同举办，是国家自然科学基金委科普专项项目“少年冰川大使”的重要活动单元。比赛自启动以来，吸引了全校学生积极参与，围绕冰冻圈科学、冰川变化、气候变暖、科学家精神等主题创作了绘画、短视频、科幻写作、模型作品等大量优秀作品。部分参赛作品这些来自中学生的科学表达，展现了少年群体对气候变暖的关切，也体现了他们在科学探索道路上的无限潜力。科研人员的现场肯定，让同学们第一次如此近距离感受到来自国家级重点实验室的专业力量与鼓励。 科教融合：让科学成为可触摸、可体验、可想象的力量本届科技节以“点亮科技梦，智创向未来”为主题，多区联动、全场景开放。实验室作为支持单位，重点在活动中融入“冰冻圈科学”“气候变化”“高原环境”“科学家精神”等内容，让学生在轻松氛围中走近前沿研究。活动现场科技元素丰富多彩：科普互动展品让冰川内部结构、冻融过程等难懂原理变得生动；科普大篷车带来的物理与天文体验增强了学生的科学直觉；科学表演秀通过实验展示能量、气体、水循环等现象，引发阵阵惊叹；模型与创意区让学生在动手制作中理解地球系统科学。在机器车挑战、五子棋AI对弈、Python编程等活动中，同学们则在竞技中体验科技逻辑，也在潜移默化中理解“数据”“算法”“工程设计”等科技关键词。科技节现场仿佛一个“流动的科学课堂”，让科研不再高冷，也让科学真正成为可触碰、可理解、可热爱的事物。从比赛到实践：实验室为优秀学生提供走向科研现场的机会作为冰冻圈科普大赛的重要延展，实验室将从获奖作品中遴选优秀学生，未来共同参与一系列面向科研的深度体验活动，包括： 赴冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室参观交流 ; ;走进国家级重点科研平台，参观科研设备，聆听专家讲座。 科考实践 ; ;未来计划真正走进冰川，开展地貌观察、环境记录、仪器体验，沉浸式感受冰冻圈科学的震撼。成果整理与发布 ; ;学习科学表达，产出《少年冰川大使调研报告》。开展校园宣讲 ; ;用自己的视角把科学再传播，让更多学生看到自然科学的魅力。这一系列活动将课堂学习、科学创作与真实科研体验连接起来，让青少年在实践中提升科学思维、增强环境责任感，也为未来的科技创新人才培育奠定了坚实基础。点亮科学梦想，照亮未来道路冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室始终将“科学传播”与“未来人才培养”视为重要使命之一。未来，实验室将持续与广大中小学校合作，让更多学生走近科学、爱上科学、投身科学，在探索未知的道路上勇敢前行。

中国科学院西北生态环境资源研究院冰川科考队员向祁连山山巅进发。新甘肃·甘肃日报记者 谢志娟 彭雯“冰川事业是一项豪迈的事业，是勇敢者的事业。”——“中国现代冰川之父”施雅风沿河西走廊向西行进，连绵不断的祁连山一路相伴。山顶终年覆盖的冰雪，与蓝天绿地一同进入眼帘，是美丽的风景。如果工作在海拔4000米以上的冰天雪地中，那一定不再是风景，而是时时刻刻的挑战。在甘肃，有这样一个团队，数十年来在冰川科考领域默默耕耘：雪山之上，忍受高寒缺氧，探寻冰川踪迹，勇攀大自然的高峰；实验室里，潜心实验样本与数据，孜孜以求，永攀科学高峰。这项发端于20世纪50年代的祁连山冰川科考事业，历经起步、停滞、重启与发展壮大。漫长的岁月没有消磨勇敢者的理想与激情，而是记录了这支团队对祁连山冰川的上下求索，见证了一代代科考人的薪火相传。2025年是国际冰川保护年。记者跟随中国科学院西北生态环境资源研究院冰川科考队员的步伐，深入祁连山腹地，行走在海拔4200米之上的冰川，实地探访科考之旅，叩问当下冰川保护之要。把脉问诊，守护河西走廊的生命线在祁连山峰，高山积雪形成硕长而宽阔的冰川地貌。每当暖季来到，阳光会融化掉表层冰雪，雪水与雨水交融，成为河西地区众河不竭之源。正是有了祁连山上的一条条冰川与祁连山下的一条条河流，才有了河西走廊的气象万千，才有了丝绸之路的绵亘蜿蜒。作为甘肃粮仓的河西走廊，一度困于缺水与干旱。20世纪50年代，为开拓水源，祁连山上终年不化的皑皑冰雪进入了人们的视野。冰川晶莹剔透。“当时虽然是为了融冰化雪，但也为祁连山冰川科考开启了序幕、奠定了基础。”进山的路上，同行的西北生态环境资源研究院研究员、博士生导师秦翔将那段艰苦岁月的科考历史向我们娓娓道来。1958年6月，中国科学院地理研究所选派时任生物地学部副学术秘书的施雅风来甘肃考察，和兰州的高校、地质调查队等单位联合成立了“中国科学院高山冰雪利用研究队”，对祁连山地区的冰雪资源首次进行全面考察。这支团队分成7个小分队把脉祁连。那时候，他们装备简陋、物质匮乏，餐风饮雪、徒步冰原，最终凭借惊人毅力，克服艰难险阻，足迹东起冷龙岭、西至柴达木北山，几乎遍布整个祁连山，不仅成功完成10个冰川区、2个冰川群、125个冰川组和941条大小冰川的野外考察，还创造了多个第一：撰写了我国第一份完整的冰川科考报告——《祁连山现代冰川考察报告》；建立了我国第一个也是20世纪90年代以前国内唯一的冰川研究机构——兰州冰川冻土研究所，即现在的西北生态环境资源研究院；设立了我国第一个高山冰川观测站——祁连山大雪山冰川观测站，现在称为大雪山高山站，这也是我们此行的落脚点。车向深山挺进，海拔不断攀升，远在天边的冰川逐渐近在眼前，肃穆、壮观，令人震撼。“这就是老虎沟12号冰川！”秦翔提示我们。祁连山冰冻圈与生态环境综合观测研究站站长秦翔。当年，其中的一支小分队就行进至此，这条规模巨大且坡势较缓的冰川同样曾让科考队员欣喜万分，如获至宝。“老虎沟有44条冰川，12号冰川是其中最大的一条复式山谷冰川。”秦翔说。为便于考察与持续监测研究，研究队当即决定在距离冰川末端500米处的位置建立观测站，连续观测这条冰川。这就是我国第一个高山冰川观测站——祁连山大雪山冰川观测站。建站至今，每年夏季来临，因冰川融化形成的洪水带来诸多困扰：阻断交通，断绝给养。迫于野外恶劣环境与后勤保障条件，1962年5月，观测站关闭。关闭之后，相关工作并未完全停止，1976-1979年、1984-1985年间，科考队员们每年夏季仍去探查祁连山冰川存量情况、发展趋势，当时房子已破败，就临时扎帐篷风餐露宿。依托该站开展的科考事业虽一波三折，但仍积累了大量祁连山冰川物质平衡、冰川运动、冰川变化等多个方面的宝贵观测资料。时间来到2005年，祁连山冰川观测工作重启。三年后，为了建立一个长期、全面和科学的野外观测平台，祁连山冰川与生态环境综合观测研究站正式组建，后改名为祁连山冰冻圈与生态环境综合观测研究站。位于大山深处的祁连山冰冻圈与生态环境综合观测研究站是我国第一个高山冰川观测站。秦翔的另一个身份正是祁连山冰冻圈与生态环境综合观测研究站的站长。在他看来，从冰川到冰冻圈，不仅仅是名称的更易，这背后是对冰川、对自然的认知更为全面和科学，而这些得益于漫长岁月中一代代科研人的热情与坚守。祁连山站在玉门城区设立了科研生活基地，重建了被水毁的大雪山高山站，在祁连山东段北坡宁缠河流域与南坡白水沟流域设立冰川、冻土、气象、水文和生态等观测点，近几年又新增了摆浪河、团结峰等观测点，这些站点是国内监测与研究祁连山冰川的重要平台与前哨站，如同星星般拱卫与守护着祁连母亲。跋涉四个多小时后，我们成功抵达大雪山高山站。群山合围，几间简易板房构成的站点显得渺小而孤单，但对于科研人员而言，却是灯塔一般的存在。“现在每年都有很多科研团队前来监测、取样、做实验，和我们共同守护冰川、守护祁连山。”秦翔欣慰地说。爬冰卧雪，他们将论文写在冰川上冰川科研人员一年只有两季，4月到10月是适合进山的夏半年，剩下的时间就是冬半年。随着夏半年的开启，大雪山高山站“开门迎客”，秦翔和他的科考团队此行是为探测冰川径流而来。抵达站点的第二天，我们跟随秦翔和科考团队向老虎沟12号冰川进军。崎岖难行的冰川攀登之路。从冰川末端向上攀爬的一路并不好走。坡势远看整体平缓，实则有的坡段近似垂直，冰面很滑，一旁即是碎石遍布的深沟，加之高海拔气候寒冷、空气稀薄，对于初登冰川的我们而言，每一步都很艰难。为我们带路的秦翔和科考队员们早已习惯冰川气候与地形，手持雪杖、脚踩冰爪，攀爬冰面如履平地，熟练而矫捷。秦翔1973年出生于山西省夏县，他的导师是我国徒步穿越南极大陆第一人、中科院院士秦大河。1990年，秦大河成功穿越南极。“那一年，我刚好参加高考，试卷上一道时事政治填空题的答案正是秦老师的姓名。”秦翔回忆道。后来，在兰州大学就读时，又亲眼见到了来校作报告的秦院士，秦翔备受鼓舞，立志投身冰川学研究领域。大学毕业后，被保送至兰州冰川冻土研究所攻读硕士研究生学位，师从秦大河院士。秦翔第一次考察冰川并不在祁连山，而是珠穆朗玛峰。“1997年，我第一次出野外就是去珠峰钻取冰芯。”在秦翔的科研生涯中，珠峰是他经常“光顾”的地方，但无疑第一次的造访印象最为深刻，“我上到海拔5200米的珠峰大本营就有明显的高原反应，人直接躺倒了，恶心、头晕，一吃就吐，后来强迫自己吃东西，站起来走动，两三天后才好。”那一次，秦翔在珠峰待了50天。1997年对于秦翔而言，注定是特殊的年份，同年8月，秦翔又一次刷新了自己的人生“高度”。“从珠峰回来3个月后，我又去了喜马拉雅山脉的另一座高峰希夏邦马峰钻取冰芯，爬到了7000多米的高度，那是我去的最高的地方。”秦翔说。在中国科学院遥感应用研究所读博士后期间，秦翔来到了老师秦大河创造奇迹的地方——南极。2002年冬天，秦翔跟随队伍去南极，主要负责南极冰盖的物质平衡观测和冰雪样本采集，一待就是4个多月。2004年，秦翔回到西北院工作。时光飞逝，30余年过去，秦翔追随着老师秦大河和前辈们的脚步，埋首冰川、扎根西部，带领一支科研铁军，将足迹遍布祁连山脉，将论文书写在冰川上。秦翔正在介绍祁连山冰川分布情况。来自福建师范大学的张博文准备报考秦翔的博士，此行，他将一同进入祁连深处。秦翔将这场招生的面试放在了老虎沟的冰川上。在秦翔看来，出野外是一块很好的试金石。“读万卷书，行万里路。对于冰川地质学来说，出野外是经常的事，这既能将理论和实践相结合，还能考验一个人的体力、意志力和团结协作能力。”与一般的出野外不同，冰川研究的工作场所常在大山深处、高山之上、地球之极，人迹罕至，条件恶劣，危险重重。除常见的高原反应之外，还有许多我们日常生活无法想象的艰难。如冰裂隙就是另外一种让冰川科考者谈虎色变的危险存在。冰裂隙是冰川上的裂缝，由冰川运动造成，往往深不可测，人一旦不慎跌入很难获救。秦翔就曾在珠峰上与冰裂隙擦肩而过。“那次是和同事们去钻取冰芯，回营地的路上天已经黑了，不辨方向，偏离了上山的路，走到了冰裂隙区，猛然意识到后赶紧改道……”想起多年前的这次经历，秦翔仍觉冷汗淋淋。冰川科考从来不是书斋里的读死书，因此，秦翔要求他的学生第一要能吃苦，第二得有勇气。而这些，在这个团队的每个人身上体现得淋漓尽致。“苦是真的苦，但看到自己的研究成果对科学认识和保护冰川起到积极作用，便发现乐在其中。”秦翔表示。如今，中国冰川学发展日益蓬勃，科研队伍愈发壮大，科研成果愈渐繁荣，看到每年都有许多队伍来到祁连山站考察冰川，作为站长的秦翔倍感欣慰，“这正是我们站成立的目的，祁连山冰川需要我们用科研力量去研究和守护。”消融难挡，我们能为冰川做些什么随着全球气候的快速变暖，冰川消融成为一个客观事实。英国《自然》杂志最新研究显示，2000年至2023年间，全球冰川物质减少了约5%，重量约6.542万亿吨。中国的冰川也在不断萎缩。《第三次中国冰川编目》显示，2020年前后，我国冰川面积约为4.6万平方公里，冰川总条数约为6.9万条。与60年前相比，我国冰川面积整体减少约26%，约7000条小冰川完全消失。抵达海拔5000米左右的点位后，西北研究院博士研究生王仁军开始工作，在冰面架设探地雷达，通过显示屏接收数据。科考队员们在冰川末端整理装备。王仁军此行的任务是探测冰川厚度。“我们根据雷达传回来的深度和时间等数据可以计算出冰川这个点位的厚度，一个点一个点做，然后估算冰川的整体厚度。”王仁军一边查看仪器一边解释道。在王仁军看来，现在每一次爬上冰川做实验，都是在与时间赛跑，与冰川消融的速度赛跑。王仁军说，“冰川会退缩，但科研人员不能退缩。”我国的冰川主要分布在西部地区，集中在西藏、新疆、青海、四川、云南、甘肃等6个省区，我省的冰川主要集中在祁连山和阿尔金山东段。根据2019年的统计数据，祁连山共发育有现代冰川2797条，冰川总面积为1489.53平方千米，冰储量约84.48立方千米，占我国冰川总面积的3.09%。其中，这条面积足足有30个故宫大的老虎沟12号冰川，长约9.6千米，冰储量2.63立方千米，从山巅倾泻而下，在山谷中形成了一片无边无际的雪野，蔚为壮观。从山巅倾泻而下的老虎沟12号冰川。然而，数十年来的冰川观测数据和眼前无法忽略的冰川景象却令人无比忧心，祁连山冰川还好吗？“目前，祁连山冰川总量在缩小，冰川末端在退缩，冰川融化在加速。”秦翔坦言。根据秦翔和他的团队研究，祁连山冰川消融呈明显经度地带性分异规律，即东段冰川退缩较快，而中西段则较慢，且东西段冰川面积减少速率差异极大。根据甘肃省气象局监测，1961至2023年，祁连山降水量呈微弱增加趋势，平均每10年增加7.4毫米。根据七一冰川物质平衡气候敏感性实验结果，增加61毫米降水量才能弥补暖季气温升高1℃引起的冰川物质损失。按此计算，1961至2023年祁连山1.74℃升温造成的冰川融化将需要106毫米水当量的降雪才能弥补。老虎沟12号冰川的末端。不断变薄的冰川厚度，不断退缩的冰川末端，以及冰川之下源源不断流出的融水，都在提醒我们，眼前的冰川，如此美好，也如此脆弱。我们能做些什么？“作为科研人员，就是继续加大对冰川的科学研究。”中国科学院院西北生态环境资源研究院研究员任贾文退休前一直在院里从事冰川科研工作，退休后的他也一直奔走于课堂，为学生们讲课。在任贾文看来，冰川消融虽是人类无法控制的自然发展过程，但人类的重视与研究必不可少。绿色出行、植树造林、爱护植被、使用清洁能源……每一项人人都可参与的环保行为，都是我们为保护冰川贡献的一份力量。2025年是联合国确立的首个“国际冰川保护年”，3月21日被设为“世界冰川日”。为冰川而设立纪念日，无疑是为了呼吁更多人关注冰川，与自然和谐共处。远在山巅的冰川，似乎遥远而又陌生；而气候变化、冰川消融带来的变化，每一分钟都在影响我们的生活。保护冰川，其实是在保护我们每一个人。美好而脆弱的祁连山冰川。（文中图片均由新甘肃·甘肃日报记者 丁凯 拍摄）

长江源区冰川密布。王雯静摄/光明图片科考队使用无人机搭载探地雷达监测冰川。王雯静摄/光明图片外骨骼机器人应用在高原科考场景。张小胡摄/光明图片在冬克玛底冰川，记者拍摄冰川科考。 何锴摄/光明图片2024年，科考队员人力抬着探地雷达测量冰川厚度。 ;薛雨昂摄/光明图片这是记者今年第二次见到何晓波。8月，在中国科学院西北生态环境资源研究院（以下简称“西北研究院”），淅淅沥沥的小雨中，他刚挂断一个电话，又被同事叫去协调新的事情。作为西北研究院唐古拉山站站长，按照惯例，每年这个时候他得去站上待一段时间。半年前采访时，他自信地聊起今年的科考计划，并向记者发出邀约，一起上去再看看冬克玛底冰川。位于唐古拉山脉的冬克玛底冰川，是长江源支流布曲的源头之一，在过去30多年里，受青藏高原暖湿化等因素影响，冬克玛底冰川逐步退缩，分成了大、小冬克玛底两条冰川。唐古拉山站的一项重要任务，就是长期观察和连续记录该冰川物质平衡变化。但出乎意料的是，未见面的这段时间，何晓波发生了一点“变故”——做了心脏支架手术。医生严肃地告诉他，至少今年，不能再去极高海拔地区。没了站长“坐镇”，今年科考能顺利进行吗？不止何晓波自己心里没底，记者也捏了一把汗。搞冰川研究，哪能不遇点险在科研领域，如果论艰苦，冰川研究一定能排进前几名。用何晓波的话说，“搞冰川研究，哪能不遇点险？”何晓波人生中第一次冰川科考，就差点掉进冰裂隙里。冰裂隙是冰川科考最大的危险之一，多数时间里，它被厚厚的积雪覆盖，很难被看见。2003年，还在攻读博士研究生的何晓波，跟随中国科学院姚檀栋院士团队赴新疆慕士塔格冰川科考。盛夏的冰面被晒得光溜溜的，必须得靠登山杖、登山绳和冰爪前行，何晓波和观测员从海拔4400米的大本营出发，抵达海拔6300米的2号营地。脚下云浪翻滚，卡拉库里湖在云层下若隐若现，何晓波被这一幕深深震撼，准备拿出手机拍照，脚下不自主地挪动了几米。毫无征兆地，他的身体猛然下坠，等反应过来，自己和背包已经被卡在了雪下两米多的冰裂隙里。黑暗中，冰碴子顺着衣领直往脖子里灌，何晓波攥着背包带的手止不住发抖——“这可是我第一次上高海拔冰川，难道就要栽在这里？”他拼命呼喊，声音却被风声吞噬。就在绝望之际，头顶传来同伴的声音，何晓波死死抓住放下来的绳子，心里只有一个念头：活着上去！下山的时候更惊险！在海拔5500米的冰面陡坡，他的身体突然打滑，朝着千米高的悬崖滑去，慌乱中，何晓波用套在右手上的登山杖猛戳冰面！万幸的是，登山杖正好卡在了一个小冰裂隙里，才算止住了下滑的速度，可几个小时前救了他一命的背包，却直直坠下悬崖，消失在云雾里。这样的惊险时刻，科考队员几乎人人都遇到过。科考队员胡召富爬过珠峰，还在海拔5800米以上的格拉丹东雪山干了一个月的活儿，能吃能睡，身体状况和平原没什么差别，同事们开玩笑说他“天生就是干这行的”，每年至少有三四个月的时间“泡”在野外，是课题组的“采样主力”。他最难忘的还是在祁连山老虎沟12号冰川的科考。早晨八点多出发，海拔4200米、4600米、5000米……越走雪越厚，最厚的地方直接没到大腿根，“下午五点多才走到目的地，采了5大包样品，每包近50斤。”胡召富顿了顿，接着说，“上山容易下山难，样品太重，坡度太陡，脚趾被鞋挤得生疼。”但他当时顾不上多想，就是觉着不能把样品弄丢。抵达营地时他的大脚趾指甲已发紫，一个月后竟整个脱落。与猛兽“不期而遇”也是冰川科考常有的事。唐古拉山站的院子里，专门安装了防熊广播，“不知道有没有用，我猜更多的是心理安慰。”1997年出生的队员薛雨昂和棕熊打过照面。那是在格拉丹东科考的时候，“我们正埋头爬坡，准备歇口气时，一抬头就看见熊在不远处……”薛雨昂从手机里面找到当时拍的视频，“人和熊对视了几秒，它开始向山顶跑，边跑还边回头看，我们吓得动也不敢动，怕它冲下来，更怕自己上不去，因为监测点就在熊消失的那个方向。”年轻队员里面徐强强年纪最大，2024年是他第一次来到唐古拉山站。“站里的第一个夜晚最难熬，头疼，睡不着，吃不下……”他形容当时恨不得找根铁丝把头箍起来，但还是咬着牙，在湿滑的冰面爬上爬下。“有什么困难是克服不了的呢？”一连串的惊险故事让记者的心起起落落，不由得发问。他们沉默了几秒，徐强强率先回答：“好像没有克服不了的，在野外时心里憋着一股劲儿，一定要采上样，必须得把监测的数据拿到！”“中国人有句话，‘来都来了’，这句话也能用在冰川科考上……”薛雨昂和胡召富点头附和，说着说着都笑了。无人机飞起来了！工程师刘博大概是这次科考中最紧张的人，出发前，他一遍又一遍地检查设备。因为在2024年的科考中，他带来的无人机出了“大岔子”。冰川厚度是衡量冰川储量、评估冰川变化的关键参数，也是当代冰川观测研究中最大的挑战之一。使用无人机搭载探地雷达、测量冰川厚度，是这几年唐古拉山站最想实现的目标。“传统的钻孔测量耗时耗力，而且只能在有限点位进行，难以反映冰川整体厚度情况。”徐强强介绍，“雷达技术的出现能够更准确地获取冰川厚度数据，但是需要人把雷达拖到冰面上进行测量。”在海拔5000米以上的高原行走尚不容易，不消几步，记者就已气喘吁吁，更何况抬着几十斤重的设备。“减轻雷达重量，让重载无人机代替人力！”团队与相关科技公司一拍即合，决心啃下这块硬骨头。刘博所在的大连中睿科技发展有限公司多年深耕雷达探测领域。2024年，他第一次踏上唐古拉山的土地。“从来没到过海拔这么高的地方。”回想去年的经历，刘博笑了笑，“高原反应等身体上的不适都能克服，但最遗憾的是无人机没有飞起来。”当时因为海拔太高、气温太低，数次尝试后无人机都无法起飞。“主要原因是我们对环境的预判不足，以为海拔4000多米能飞，那海拔5500米应该也没问题，没想到高海拔和极高海拔完全是两个概念！”刘博摇摇头，又和科考队员合力把无人机牢牢固定在皮卡车的车斗里。这次冰川科考的天气不算好，刚一离开科考站，便狂风大作；等抵达小冬克玛底冰川末端时，乌云低垂，将整片冰川紧紧包裹，看不见尽头。显然，这并不是无人机起降的最佳窗口期。更要命的是，无人机也出现了意外。“路太颠，机身被撞了一下……”刘博和同事在安装设备时，发现上面有明显的磕碰痕迹。大家面色凝重，眼里写满心疼，“不知道会不会影响性能，但愿能顺利起飞。”下午1点，一切准备就绪，天空竟突然放晴。刘博全神贯注地操作着控制器，快速设定最后几个参数。所有人的目光，都紧紧聚焦在那只橙红色的方盒子上——它静立于冰川之侧，承载着团队整整两年的期待。“起飞！”指令一下，旋翼即刻转动，无人机稳稳升空，搭载的探地雷达逐渐远离地面，向着远方的冰面飞去。“能飞起来，还得能飞回来！”科考队员们的目光紧紧锁定那越来越小的机影。5分钟过去，10分钟过去……终于，探地雷达顺利完成监测任务，无人机开始返航。当远空中一个橙红色的小点逐渐清晰、越来越近，最终平稳降落在预定地点，刘博一直紧绷的心终于落下来了。“漂亮！”不知是谁先喊了出来，激动的情绪迅速感染了在场的每个人。“这次，总算是成了！”徐强强说，这次尝试不仅完成了即时的科考任务，也为未来利用无人机技术探索冰川提供了更多可能。薛雨昂带着激光雷达抵达冰川时，一大团乌云又跟着上来了。短短几分钟，天色由晴转雨，紧接着冰雹噼里啪啦砸下，他的冲锋衣瞬间湿透。是继续测量，还是撤回科考站？薛雨昂几乎没有犹豫，就和同伴一起将设备从车上卸至空地，“科考站运力紧张，大型设备需要分批运送，每一个来回都得花上三个小时。”他语气坚决，“上来一趟太不容易，我们必须尽可能地完成任务。”雨势稍弱，他们立刻抢抓时间，在难得的作业窗口期内，操作搭载激光雷达的无人机，分别对大、小冬克玛底冰川末端展开了全面扫描；又在之后的科考中使用固定翼无人机航测，完成大范围（冬克玛底流域）摄影测量。“无人机的效率实在太高了！”薛雨昂不禁感叹，“以前要花好几天才能完成的监测任务，如今几十分钟就能完成。它不仅极大地解放了人力，更让我们能够把时间和精力投入数据分析和更深入的科研工作中。”此次科考，计划中的三项无人机测量任务顺利完成，为冰川做精准的“CT扫描”，取得关键突破。“小破站”离“小智站”又近了一步见到兰州大学草地科技农业学院教师冯彦丽时，她已经在唐古拉山站待了近半个月，是这次科考队里唯一的女队员。她是带着任务来的——对长江源区的草地群落进行关键的生态调查。“长江源区生态脆弱而敏感，草地作为主要生态系统，易受气候变化和人类活动的影响，其状况直接关系长江中下游的生态安全与资源稳定，必须持续监测。”冯彦丽解释，与低海拔地区的植被不同，这里植株低矮，连取样都异常困难。弯腰、蹲下、站起……在平原轻松自如的动作，在高原做却要耗费几倍的氧气。“要是能有个机器人帮忙走路就好了。”冯彦丽开玩笑地说。但没想到这个愿望竟在此次科考中成真：外骨骼机器人被应用在高原科考场景。在技术人员协助下，冯彦丽穿戴好这套智能装备。“好像有双无形的手在托着双腿行走，腰和膝盖的负担一下子减轻很多……”她试着向前走了几步，语气中难掩兴奋。一旁的薛雨昂却表达了他的担忧：“续航是个大问题。野外作业时间漫长，万一中途没电，反而要多背一套设备，成了新负担。”尽管如此，科考队员们依然对这项技术充满期待。“科研就是这样，不断遇到问题，再想办法解决。”的确，技术突破往往就诞生于一次次的“碰壁”和“不行”之中：上次没能飞起来的无人机这次成功了，那么今天未实现的目标，或许也将在未来的某次探索中如愿以偿。在科考结束数日后，记者在西北研究院又见到了何晓波，他兴致勃勃地展示起初步处理后的数据成果：无人机载探地雷达成功获取了冬克玛底冰川约5公里的测线数据，其中对小冬克玛底冰川完成1.7公里测线，累计采集2501个测点，纵向/横向分辨率为亚米级，测量范围内最大探测厚度达132.1米，平均厚度88.26米。无人机载激光雷达则获取了冰川表面近5平方公里的高密度三维点云，细节达到毫米级别，能够清晰刻画冰崖、冰纹理与微地形起伏。通过四个架次的固定翼无人机航测，团队完成了近60平方公里高寒流域覆盖，成功获取厘米级高程信息与地表纹理特征。“冬克玛底冰川是长江源区最具代表性的参考型冰川之一，从1989年我国科学家首次观测以来，已有长达36年的连续性观测，其野外观测资料在国内仅次于乌鲁木齐河源1号冰川。”何晓波说，“此次无人机搭载激光雷达、摄影测量与探地雷达的试飞成功，表明我们已能够在高山峡谷中，结合无人机的高低速飞行与悬停，安全、快速、可重复地获取冰川地表与内部的关键信息。”监测数据能为冰川研究带来什么？“高质量、高精度的数据是研究冰川变化的基础！这标志着山地冰川监测迈入‘低空—空天—地面—地下’一体化的新阶段。”何晓波进一步解释，今年是首个国际冰川保护年，在气候变化和极端事件增多的背景下，他更关注如何把“看得见”变成“能预见”：通过无人机、卫星与地面站点的长期联动，持续更新冰厚、表面流速、消融量与冰湖容积等关键指标，为滑塌和冰湖溃决等风险提供前瞻性预警和情景推演。在何晓波的构想中，未来的唐古拉山站应该是智慧化的，“无人机能实现自动化监测，我们只需隔着屏幕发布指令，无人机就能自主起飞，执行航测任务，并实时传回数据，这样一来，我们就能在短时间内完成精细全面的监测，还能把监测频率提高到足以捕捉极端天气事件前后的变化差异，真正实现少人化，甚至单人化的野外作业。”回想最初驻站时，何晓波和同事们还住在帐篷里，工作之余，大伙最常念叨的便是“什么时候能不住帐篷”。这一盼，就是7年。当他们终于搬进板房，目光又投向了更加高效、智能的智慧科考站——那还要等多久？何晓波也不确定，但他清楚，这次科考的成功尝试，已经向前迈出了坚实的一步。

位于唐古拉山脉的冬克玛底冰川，是长江源支流布曲的源头之一。中国科学院西北生态环境资源研究院唐古拉山站的一项重要任务，就是长期观察和连续记录该冰川物质平衡变化。冰川厚度是衡量冰川储量、评估冰川变化的关键参数，也是当代冰川观测研究中最大的挑战之一。使用无人机搭载探地雷达、测量冰川厚度，是这几年唐古拉山站最想实现的目标。但在2024年科考中，受海拔、气温等多种因素影响，团队几次尝试，无人机都未能起飞。今年8月，本报记者再次跟随唐古拉山站的科考队员们，来到冬克玛底冰川。这次，无人机能顺利起飞吗？一起来看看吧！（光明日报全媒体记者王雯静、万玛加）