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《与山知己》9:实践-认识-再实践-再认识,发现珠峰北坡背风波动科学根据,实践检验背风波的存在 精选

已有 2571 次阅读 2019-1-10 21:12 |个人分类:心得交流|系统分类:图片百科

 .初识珠穆朗玛(3)

        狭管效应    登山谨慎

狭管效应,是流体力学中的常见词汇,是指当流体在运动过程中,因通道突然变窄而产生的加速流动现象。珠峰北坡的狭管效应是什么意思呢?

在珠峰北坡的东部,在海拔74007600米的地方,有一条狭窄的地形通道,是攀登珠峰最常采用的必经之路。这条狭窄的地形通道呈东西走向,每当西风或西北风盛行时,一旦强劲的西风吹入这条狭窄的通道,空气流动速度加快,致使风速加大。一般说来,在偏西北风的条件下,这儿的风速要比相同高度的其它地方大12倍,登山者在这儿攀登时往往遇到意想不到的困难,或被大风阻挡不能前进,或被大风吹走登山包,或被寒风冻伤面部、四肢,严重时,大风可将登山者吹倒,坠入谷底深渊……

1980年春,登山家王富洲率领一支日本登山队从北坡攀登珠峰,我率气象科考队在珠峰北坡大本营科学考察。

有一天,登山家王富洲陪同日本登山队队长渡边兵力和朝日新闻记者岛田公博(照片104)等来访问我,要我讲讲关于攀登珠峰的气象条件和预报问题。据王富洲介绍,渡边兵力先生曾率领日本登山队从南坡攀登珠峰,对从南坡攀登珠峰的气象条件比较了解,但对珠峰北坡的气象条件不了解,希望我讲讲在珠峰北坡攀登的气象条件。当我讲到从北坡攀登珠峰的主要威胁是大风,特别是海拔74007600米地形的狭管效应带来异常的大风时,渡边先生不以为然,认为雪崩才是对登山者的主要威胁。渡边兵力先生是日本登山界前辈,当时他已年近花甲,是我的长者,出于尊敬,我未辩解,只说“谨供参考”。

       照片104.日本登山队的岛田公博(中)两次来绒布寺咨询作者(右)有关攀登珠峰的气象条件问题

 

几天后,中日队员组队向7600米营地攀登。从大本营高空测风资料可知,7500米高度为西北风,14/秒。我告诉渡边先生,在74007600米高度处的风速估计可达78级,请谨慎,注意安全!渡边兵力光生笑了笑,毫不在意。

当中日双方登山队员到达7400米时,遇到了大风,队员们感到有78级风,中方队员顶着大风把登山给养运到了7600米营地,日方队员没有一个人能通过这段地区,被大风阻挡下山了。

队员们返回大本营后,渡边先生带着好几个队员在王富洲陪同下又来找我,探讨从南北坡攀登珠峰的气象条件和预告问题,我自然毫无保留地作了详细介绍。谈完后,比我年长20多岁的渡边先生客气地向我鞠躬,口中不断地用英语说“谢谢”。看来,渡边老先生相信这个区域的狭管效应了。

        天气资料   可作佐证

1960525日凌晨425分,中国登山队王富洲、曲银华、贡布三人登上珠峰顶,成为世界上从珠峰北坡登顶成功的第一批中国人。这是世界登山史上光辉的一页,我国国家领导人亲切接见我们的登山英雄,全国人民无比崇敬我们的登山英雄。当今60岁以上的人都是此事的见证者。

然而,按照国际登山惯例,登顶者必须有充足的登顶证据才能得到公认。这个证据至少包括两点:第一,登顶者必须在顶峰留下纪念品,认后人来认可;第二,登顶者必须在顶峰拍摄360度的环境照片和登顶队员在顶峰的照片。遗憾的是时值夜晚,无法拍摄;王富洲等放在顶峰的毛泽东石膏像太轻,被大风卷走,后人无法认可。据此,当时并未完全得到国际登山界认可。

事实总是事实。从国内外气象学家的气象研究论文中侧面证明了1960526日前后中国和印度登山队在珠峰北坡和南坡攀登顶峰的成功与失败。

Neddugadi Srinivasan “季风爆发和探险珠峰”一文(摘自《印度气象与地球物理杂志》,第15卷,第2)中指出:196052630日的大风雪是由Brig. Gyan Singh 领导的印度第一次珠峰探险失败的原因。526日登山队最后突击珠峰顶峰时,击败他们的是大雪,并不是风。

作者参考上述两位气象学家在文中给出的在珠峰南侧的降水和高空风资料,综合分析了那个时段在珠峰北坡的降水、高空风资料以及高空天气形势图,不难发现:从196052125日,在珠峰南北两侧,在80009000米高度的风速均在20米/秒以下,南坡各日降水量在7毫米左右,北坡各日为晴天、无降水,宜于攀登顶峰。但从526日起,南坡降水骤增,从前一天的6毫米增加到16毫米,52728日增加到20毫米以上;在北坡,从526日起开始降水,26日的降水为微量,2829日的降水量略有增加,约5毫米(图9)。另外,从当年春季西南季风的建立来看也可得到相同结论。事实上,从5 21日起,西南季风已在北纬20度以南的低层出现,526日,西南季风已北上到北纬20度以北的喜马拉雅山脉南麓,引起珠峰南麓的大量降水;2728日,西南季风进一步北上,喜马拉雅山脉南侧5千米以下均盛行西南季风,带来珠峰南北两侧连续三天的大降雪。在这种天气条件下,显然不宜于登顶。

9.1960年五月珠峰南北侧高空风和地面降水量变化

 

可见,1960526日是登山天气关键日,之前宜于登顶,之后不宜于登顶。我国登山队根据大本营气象组523日送来的 “南支西风槽将于526日起影响珠峰地区降水”的登山天气预告,抓紧第三女神所赐的良机,在队友刘连满昏迷于8600米仍嘱托他们“不要管我,继续向上攀登”的鼓舞下,日夜不停地向上攀登,终于在季风爆发前30小时登上了峰顶。印度登山队于526日从南坡8625米突击顶峰被大雪击败,这是没有遵照第三女神赐予规律的必然结果。

据我国登顶队员们叙述:525日从顶峰下到第二台阶(8600)与刘连满回合时,山上开始下小雪,能见度在10步距离左右,山上积雪不深,估计不足10厘米,风不大,34级左石。我国登山队抓住了登顶的良机,成功了。

           背风波涛  暗藏玄机

人们知道,在北半球的冬季,在山脉迎风北坡寒冷而风大,背风南坡温暖而风小。然而,人们却不知道,在珠峰的背风一侧,却暗藏着奇妙玄机,有时能助你成功,有时能令你失败。

19905月初,中国科学探险协会和日本热气球协会在希夏邦马峰东南侧10余千米处山谷中施放热气球(照片105),目的是要载人飞越珠峰上空,测量飞行路线上的环境状况和拍摄自然景观,向人类展示世界最高峰地区的壮丽景色,宣传“热爱地球,保护地球”刻不容缓。我作为中方队长,负责气象保障和后勤工作。

 

照片105.中日热气球飘飞珠峰探险队日方队长与作者(左)在大本营与热气球合影

 

这次活动计划是:热气球从喜马拉雅山脉北侧中国境内起飞,飞越珠峰,在喜马拉雅山脉南侧尼泊尔境内降落。

按计划要求,起飞点应设在珠峰的西北侧,利用高空(600010000)刮西北风时的天气条件,才能达到预期目的(图10)。

 

10.热气球从珠峰的西北侧飘越珠峰示意图

 

日方为了释放热气球方便,要把热气球释放点选在公路边的平坦山谷中(照片106)。

 

照片106.日方选择的热气球施放点在公路边的开阔区域

 

我仔细查阅高分辨率的地形图(图11),发现日方选择的点正好位于希夏邦马峰的东南侧10千米附近,这恰好在西北风形成背风波动的波谷中,容易受下沉气流影响,不利于热气球上升。

 

11.根据高分辨率地形图,日方选择的热气球释放点恰恰位于希夏邦马峰东南侧的背风波谷区,不利于热气球上升

 

根据我们在珠峰北坡观测研究背凤波动的结果,我向日方队长建议,起飞点西北方1020千米内不宜有8000米左右的高山,否则会遭到该山背风一侧下沉气流的威胁,不利于热气球起飞。然而,日方热气球驾驶队长不相信背风波动的作用,过分强调起飞点的生活条件需要,坚持要把起飞点设在希夏邦马峰(8012)东南侧12千米处一个较宽的山谷中。当我再三劝阻时,日方队长拿出双方协议文本,有根有据地说:“根据中日双方协议,施放和选址由日方负责,气象和后勤保障由中方负责。”(照片107)既有协议为据,我只好作罢了。

 

照片107.日方热气球驾驶队长根据中日协议,不同意我的建议

 

56日凌晨3时,根据我方观测的高空风资料,中日双方均认为今天符合起飞条件:海拔600010000米内均为西北风,1015/秒。经过两个多小时的施放准备工作后(照片108109),于当地时间810分,热气球安全升起(照片110),中日双方队员为之欢呼,中日双方队员高兴地合影留念(照片111)

热气球缓缓上升,中日双方队员一直目送着(照片112)。气象组的王维、郜永琦用测风经纬仪监测热气球移动的轨迹(照片113)。驻守在贡嗄机场的摄影组在热气球离地前10分钟起飞,向我们的大本营上空飞来,从高空拍摄热气球飞越珠峰的实况。

 

照片108.检验热气球动力装置(煤气罐),做好热气球起飞准备

 

照片109.用两辆汽车把热气球拉起来,先充空气

 

照片110.当地时间8点10分热气球缓缓升起

 

照片111.中日队员合影庆祝热气球施放成功

 

照片112.在热气球施放点的藏汉同胞目送热气球上升

 

照片113. 中方队员王维、郜永琦监测热气球飞行轨迹

 

830分,热气球驾驶者市吉先生向大本营呼叫:“气球受到压力,最大燃烧量也难得到正常上升速度”。热气球上升到9.5千米高度时,已是当地时间9点了,足足花了50分钟才升高5000米。

“显然受到了背风波下沉气流的影响”我心里这样想。因为,在正常情况下,热气球升空点的风速小于1级时,热气球升空速度应在500/分左右,升高5000米所需的时间应不超过15分钟。

大约几分钟后,市吉先生报告:4罐煤气已经用完1罐。听翻译告诉我这个消息后,我突感不好:1罐煤气烧了不足1小时,剩下的3罐煤气怕是飞不到目的地了。因为热气球起飞地点到达珠峰顶的直线距离为140千米左右,按现在910千米高度的风速为12米/秒计算,至少需要飞行3个多小时才能到达珠峰上空,而离目的地还需1个小时左右。用3罐煤气完成4个多小时的飞行距离实在不敢想象。

市吉先生报告燃料情况后,与大本营失去了联络。日方队长着急地来回走动,我更心急如焚:我担心背风波动会惩罚我们!

测风经纬仪监测发现热气球顶上似乎冒了白烟,从拉萨飞来的空中拍摄组中,有中方副队长陶宝祥,他向我报告,看见热气球顶部冒出了白烟。

“莫非是加热过猛烧破了热气球顶部吗?”我怀疑地问自己。我不敢往下想,也没有时间想。5分钟后,陶宝祥再报告,热气球迅速下降,方向在大本营东南侧10多千米处。

我们立即组织救援,分兵两路,终于在大本营东南侧16千米附近的山坡上找到了被火烧焦了的吊篮和受伤的三名热气球乘坐者。在三名日方热气球乘坐者中,一名受了重的烧伤,两名轻度烧伤。

当藏族同胞用牦牛背着重伤员市吉先生来到大本营时,我正在用卫星电话向北京汇报。我立即去看望伤员,当我和身受重伤的市吉先生默默地对望时,他含着热泪满怀激情地用英语叫了我一声“高教授”。我愕然了,在此之前,傲慢的市吉先生总是用英语称呼我为“高先生”,从来没有称呼过我为“高教授”。“不承认背风波动对热气球起飞的影响,是一个沉痛的教训啊!今后我们共同吸取经验与教训吧。请多保重!”我这样想着,诚挚地向市吉先生点点头。

日方队长大岩先生向我提出要求,希望中方协助,尽快得到中国政府批准,同意尼泊尔的军用直升飞机飞来大本营将日方伤员运往加德满都抢救。“人命关天”,抢救刻不容缓,大岩先生的这个方案在中日双方的协议中并没有,但我方仍决定全力相助。然而,如此难的外交上的事情,我从来没有办过。所幸的事,在离京时我带上了我的电话本,上面记有外交部、总参谋部主管此项活动负责人的电话,我可以直接与主管部门负责人通话请示,有利于尽快解救日方伤员。此外,日方带来的卫星电话也起了重要作用,使我们有条件在热气球坠毁后使用长途电话。

经过7个小时的电话联络,总参谋部和外交部同意尼泊尔军用直升机飞来中国西藏聂拉木附近的热气球大本营,外交部在直接与中国驻尼泊尔大使馆联系后,于当天17时通知我们,“尼泊尔的直升机明天飞来大本营,将三名受伤者运往加德满都”。

我们放心了,日方队长和伤员更是激动万分,仅仅在7个小时的时间内中方就完成了如此难度的外事联系工作,他们真不敢相信!

第三天中午,两架尼泊尔军用直升飞机先后飞来大本营(照片114),救走了三名日本伤员(照片115118)。当我们送别他们时,市吉先生满含热泪地和我握别。

照片114.尼泊尔军用直升飞机从加德满都飞来大本营

 

照片115.日方一位受伤的热气球驾驶员

 

照片116.日方另一位受伤严重的热气球驾驶员

 

照片117.中方队员把日方伤员送上尼泊尔军用直升飞机

 

照片118.中方队员送别日方伤员

 

中日联合举行的载人热气球飘越珠峰的科学探险活动因山地背风波下沉气流的影响而失败了。实践不仅仅检验了背风波动对于热气球活动的严重影响,更警示我们:人人都要尊重大自然规律,人人都要敬畏大自然。

这次热气球飘飞珠峰的科学探险活动,除了深刻的教训外,我还有一个小小的收获,那就是,我保留了唯一一枚这次活动的纪念封(照片119)。

照片119.保留下来唯一的一枚“中日热气球飘飞珠峰”的纪念封

 

 

 




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