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原创：国家地理中文网




国家地理学会领导的探险队成员在珠穆拉玛峰顶峰附近架设了一座新的气象站。所得到的数据将为从冰川融化到作物周期改变等多项研究提供支持。摄影：ARBINDRA KHADKA, NATIONAL GEOGRAPHIC
撰文：FREDDIE WILKINSON
2021年的这一天，天气晴朗，Tenzing Gyalzen Sherpa登上了“阳台”，这是珠穆拉玛峰东南山脊的一处高海拔休息点，风力强劲。在他的冰爪前，有什么东西半掩埋在硬化的积雪里，那是世界最高的气象站的遗迹。
气象站第一次组装并固定在岩石上时，看上去就像精致的后院天线，上面装饰着喂食器和风向标。事实上，这个精密仪器价值3万美元，目的是测量风、湿度、温度、太阳辐射和气压。现在，2米高的杆子被折断，倒了下来，嵌在冰里。
31岁的Tenzing是一名电工和登山向导，他从羽绒服里拿出手机，开始拍摄现场照片。2020年1月20日，珠峰阳台气象站（Balcony Station）架设7个月后停止发送信号。2019年5月，在劳力士的资助下，国家地理学会、加德满都特里布万大学和尼泊尔政府合作，共架设了5个自动气象站，这是其中之一。
Tenzing跪在被毁的气象站旁的雪地上，从包里拿出螺丝刀和扳手，准备取下固定在杆子上的灰色百利能箱子。那里面有一个数据记录器，记录了气象站在遭遇极端天气前收集的最后数据。
对于项目的共同负责人、气候科学家Tom Matthews和Baker Perry来说，气象站通过卫星播报的数据为了解世界最高峰和附近喜马拉雅地区“隐藏区域”的气候状况，提供了宝贵的资料。科学家仍在分析2019年和2020年数据，在多个研究领域得出了令人惊讶的结论，从人类生理学，到长期供水和季节性作物周期等问题。
尤其是，气象站显示，高海拔地区的冰雪消失速度比之前以为的快得多。
“珠峰的顶峰可能是地球上阳光最充沛的地方，”Matthews说。所有能量都被山体表面反射或吸收，固态冰直接转化成蒸汽，导致冰大量流失，即使在温度远低于零度时也是如此。
“事实上，在高海拔地区，冰雪融化比我们以为的更多，这影响了我们对雪量的估计，”Matthews解释说：“进而影响对冰川对气候变化敏感度的估计。”
从气象站的数据中，研究团队还收集了与每年几百名珠峰攀登者有关的新信息。例如，Matthews发现，上坡登山者所获得的氧气量随着天气情况有很大变化。
总而言之，这个气象网络收集的信息不仅直接影响了登山者和夏尔巴人的生活，也影响着当地依赖淡水生活的16亿人；然而，网络的组成部分开始失效了。
大约在珠峰阳台气象站停止传输信号的时候，下方的风传感器（在第二高气象站，位于南坳）也离线了。“之前刮过时速约240公里的狂风，所以那里一定发生了什么，”Matthews说。
然而在技术修复之前，新冠疫情爆发，2020年珠峰南坡的一切活动都停止了。直到去年，Tenzing和另一位夏尔巴人才来到珠峰气象站网络，首次进行官方维护。
在较低的气象站，他们安装了新的传感器，更换电池，并检查了配件和螺栓。随后，Tenzing前往珠峰阳台气象站，评估损失，并取回数据记录器。
但他的任务不仅于此。研究团队已经计划更换严重损坏的设备，架设一座改进版的气象站，而Tenzing需要为此调查海拔更高的新位置。他继续向上攀登，来到以Barry Bishop命名的毕晓普峰（Bishop Rock）。1963年，美国探险队首次登顶珠峰，Bishop是其中一员，他也曾是《国家地理》的编辑。毕晓普峰海拔8810米，与顶峰的垂直高度约50米，新的最高气象站计划将设置在这里。
气象站测试实验室
“自动气象站”这种说法不太准确，因为每座气象站都必须有技术人员定期维护。在恶劣的天气下，任何活动部件最终都会损坏。
问问Keith Garrett就知道了。作为新罕布什尔州华盛顿山气象观测站的技术总监，Garrett负责维护怀特山18个自动气象站组成的网络。华盛顿山处于三大风暴的路径上，距离北大西洋只有160公里，每年有100多天会记录到时速超过160公里的狂风。
“你会看到温度传感器被撕碎，辐射防护屏也荡然无存，”Garrett说：“更确切地说，我在努力回想没有被破坏的东西。”
这一切让华盛顿山成为改进版珠峰气象站的理想试验场。



Tenzing Gyalzen Sherpa拍摄了2019年架设的气象站被摧毁后的情形。摄影：TENZING GYALZEN SHERPA, NATIONAL GEOGRAPHIC



2020年1月20日，气象站架设7个月后，最后一次传回数据。最终，所有损坏部分都将从山上搬走。摄影：TENZING GYALZEN SHERPA, NATIONAL GEOGRAPHIC



除了更换最高气象站，研究团队还对山上海拔较低的四个自动气象站进行了维护。摄影：TOM MATTHEWS, NATIONAL GEOGRAPHIC
狂风是珠峰工程团队必须思考的一个关键因素。把气象站安置在山顶的好处之一是可以测量低空急流，但这也意味着风传感器不得不承受飓风级风力的持续摧残。
通常，气象站的风力传感器是最脆弱的仪器之一。“风速计由螺旋桨驱动，需要定期维护。轴承会磨损，组装过程本身也会失败，螺旋桨会折断，尤其是在厚厚的冰层之下，”Garrett说。
到目前为止，出现问题最少的风力传感器是皮托管风速计，发明者是18世纪的法国工程师Henri Pitot。其现代版本如今广泛应用于航空业中，具体表现为飞机机翼和机头部分突出的狭窄的金属管。
“皮托管传感器的优势在于没有活动部件，”Baker Perry解释说。但它也有一个缺点：传感器只能检测固定方向40度角范围内的风，而且必须面向盛行风。再加上所有东西必须人工搬运上山，重量也是一大问题。因此，Garrett与《国家地理》团队合作，极大地简化了现有的皮托管技术，把20公斤的系统减至不到2.5公斤。
经过在华盛顿山山顶的冬季测试，新的传感器似乎可以胜任。现在科学家只需要把它搬到世界屋脊并安装起来。
更高，更新，更强
今年春天，Tenzing、Perry和Matthews重返珠峰。同行的还有12名夏尔巴人，其中大部分参加了最初的气象站考察。团队在大本营集合，此外还有几百名为2022年登山季而来的休闲登山者和向导。
他们在毕晓普峰架设的新气象站包含几个升级组件，其中有Garrett设计的超轻皮托管风传感器。他们的计划是拆除被破坏的珠峰阳台气象站，在毕晓普峰架设新的气象站，Tenzing一年前已经探查过架设地点。
这项工作难度高，风险大，但Tenzing和在山上工作的所有夏尔巴人都意识到，气象站带来了诸多益处。天气数据对任何大型登山活动都是至关重要的，可以帮助向导制定探险计划，保护客户的安全。如果出现状况，必须实施救援，为直升机飞行员和搜救人员提供实时数据可以极大地提高获救概率。Tenzing说得很简单，“我们拯救了更多的登山者。”
5月9日上午9点，团队成员向着毕晓普峰出发。时速64公里的风横扫珠峰，气温也降至零下40度。Perry有些不舒服，不得不返回大本营。
在开始架设新气象站时，Matthews发现右手手指冻伤，无法提供帮助。但夏尔巴人向导们自2019年以来一直在为这一刻做准备。8名队员每人都在羽绒服里放了一节24伏的电池，为它们保暖，保证至关重要的地脚螺栓安装到位。
在阵阵刺骨的寒风中，他们终于安装成功，用了约两个半小时，比团队预计的时间长了一个小时。在他们工作的同时，一长列登山者和他们的向导艰难地走向顶峰；Tenzing接上了为气象站供电的最后一根电线。
几个小时后，Tenzing、Matthews和他们的夏尔巴人回到大本营时，新的气象站已经在发送数据了。“我们可以很好地监测整个冬天的风，”Matthews回忆道：“那会很有意思。”
（译者：Sky4）

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在劳力士的资助下