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认识珠峰系列之五:探秘珠峰旗云成因及其与攀登珠峰天气预报关系 精选

已有 17582 次阅读 2015-3-15 22:14 |个人分类:心得交流|系统分类:图片百科

探秘世界最高的风标:扬起哈达暗示风云

藏族同胞崇敬“第三女神”珠穆朗玛峰(简称珠峰),每年都要来到珠峰北坡绒布寺朝拜,献上心爱的哈达,乞求女神降福人类。即使我们去珠峰考察的科学家也很尊重“第三女神”,也以各种各样的方式表达我们对第三女神的崇敬(照片1)。

传说每到明月之夜,在献给女神的哈达中,最真诚奉献者的哈达会冉冉升起,移向珠峰的顶部,系在女神头顶,随风飘动,宛如挂在顶峰的一面旗帜,故曰“旗云” (照片2)。人们看到的挂在珠峰顶上随风飘动的“旗云”,正是若干年来无数真诚奉献者的哈达所组成。

照片1.考察队员用哈达、旌幡、国旗等组成五彩缤纷的花环,献给第三女神(康世昌拍摄)。

照片2.在珠峰顶部生成的积云随风飘荡,远望宛如一面旗帜票挂在珠峰顶,故曰旗云;传说中珠峰的旗云是虔诚于第三女神者奉献的哈达组成。

 

在我国,首先提出珠峰“旗云”的是徐近之先生。他是我国第一批去青藏高原科学考察的队员之一。1951~1952年,中国科学院郭沫若院长组织了我国第一次青藏高原科学考察,约200名科学家首次赴青藏高原科学考察。当时在地理研究所工作的徐近之先生来到了喜马拉雅山脉地区考察,是他发现了珠峰峰顶飘动的宛如旗帜的云,他认为,旗云是“从珠穆朗玛峰东南面上升的润湿气流和强烈的西风相遇时,山头遂有向东伸出的旗状云。”

徐近之先生只是路过珠峰西侧,远望了旗云,能够提出上述看法实在不容易了。

自1966年以来,由于国家科学研究的需要,我曾经八次来到珠峰地区,其中,在1966年2~5月、1975年3~5月、1980年4月、1992年7~8月、1996年5月和2000年5月,来到珠峰北坡大本营—绒布寺进行科学考察,包括观测研究珠峰旗云成因、旗云与天气系统关系、旗云变化在天气预报中的作用等。

为了观测研究旗云成因,特别是观测研究旗云变化与攀登珠峰天气预报的关系,在1966、1975、1980年三次科学考察中,我们认真用两种方式记录珠峰旗云变化,一种是登山队气象组队友与我合作,轮流值班手绘珠峰顶峰附近云的分布(包括旗云)(图1、2),一种是由我拍摄云照片,以研究旗云与珠峰地区天气系统变化的关系,为攀登珠峰的气象预报提供更多的参考要素。

1.1975320日~41日珠峰顶峰附近云的分布

2.19754710日珠峰顶峰附近云的分布

 

根据我对于珠峰顶峰附近云的观测记录研究表明,“旗云”并不是日夜出现(图3)。一般在日出后形成,在11~15时(北京时)出现较多。15时后,由于珠峰峰顶附近的对流云发展旺盛,旗云就不容易看不见了。日落后,旗云基本上不出现。1975年3~5月,夜里曾经观测到两次旗云,那是明月当空,狂风劲吹的天气条件。

3.珠穆朗玛峰旗云的日变化曲线(195919601966197535月)

 

传说中,只有当“第三女神”需要向人们提示时,她才扬起哈达,以不同的舞姿暗示珠峰山上风云的变化。若朝山者心诚志坚,聪明睿智,便能从“旗云”的千姿百态中领悟风云的变化,遵照“第三女神”的示意,审时度势,登上峰顶。否则,若不按“第三女神”的示意,一意孤行,必将受到惩罚,不能接近峰顶。

神话传说固然是传说,但其中却暗藏着传说者不明白的科学真谛。

我在珠峰度过了7个春秋,仔细观测、记录和拍照了珠峰“旗云”的变化,领悟到了一些“第三女神”的示意,发现了“旗云”变化所蕴藏的一些科学奥秘。

所谓“旗云”,那是在珠峰顶上不断生成的对流性的“积云”,受高空强风的影响,随风飘动,波涛起伏;远望,宛如一面旗帜飘挂在峰顶,故曰“旗云”。

7个春秋的观测研究表明,珠峰顶出现的“旗云”绝大部分是自西向东飘动,但当特殊天气系统来临时,“旗云”也会自东向西飘动。

据多年观测研究,珠峰顶出现“旗云”的条件至少有三:

1.一个孤立的山头,

2.山头有生成云的条件,

3.山头有较强的风。

就其形成原因,第一,珠峰北坡及其西南坡海拔7500米以上较大面积的碎石表面,白天极易形成上升气流(类似谷风),将7500米以下的冰雪表面升华的水汽向上输送,为云的生成创造了必要的条件;第二,根据绒布寺4~5月高空气象观测资料,由云的凝结高度公式

显然,如此生成的云正好位于珠峰峰顶附近,成为名符其实的珠峰的山头云,被风吹拂,宛如旗状(图4)。

图4.珠峰旗云成因示意图(T为冰面气温,T为石面气温,Ta为同高度自由大气温度)

 

从我们多次制作攀登珠峰的登顶天气预告中,我们认识到,珠峰顶上的“旗云”的确可称作“世界最高的风标”。

首先,从珠峰“旗云”飘动的方向可以判断珠峰顶高度附近(海拔8~9千米)的风向;其次,从“旗云”顶部起伏波涛的状态可以估计高空风速的级别大小。

细心观测研究“旗云”变化与天气和天气系统的关系,我们发现,从珠峰“旗云”的状态不仅可以知道当天的天气,而且还可以预测未来1~2天内珠峰地区的天气状况。

若“旗云”自西向东飘动,云的顶部平而光滑,并在离开峰顶后云顶高度逐渐下降时(照片3),或珠峰旗云顶部非常平滑(照片4、5),或珠峰旗云非常紊乱,且出现细丝状的云(照片6),高空西风风速大于8级,当日不宜于攀登顶峰。

1975年5月5~7日,由登山家邬宗岳率领的突击队从8100~8600米攀登的过程中,峰顶的“旗云”正是呈现上述状态(照片3),8000~9000米的风速在每秒20米左右,邬宗岳不幸牺牲,攀登顶峰因大风阻挡而告失败。

若珠峰顶上有“风吹雪”现象,高空风也大于8级,不能够攀登顶峰(照片7)。

照片3.珠峰顶的“旗云”劲吹并向下沉,大风,不宜于登顶活动。

照片4.顶峰出现光滑平顶的旗云,高空风大于8级,不能够登顶

照片5.珠峰顶峰南侧出现光滑的高积云,高空风大于8级不能够登顶

照片6.旗云紊乱且有风吹散的丝状云,高空风大于8级,不能够登顶

照片7.珠峰顶部出现“风吹雪”,说明风速很大,也不宜于登顶。

 

若“旗云”自西南向东北飘动,云顶起伏波动大,且其在离开峰顶后云顶高度逐渐上升(照片8),表明高空风速不超过15米/秒,当日还可以在7000米以上登山活动,但1天后会有印度低压系统来临,带来大雪,2~3天内不宜于攀登顶峰。

然而,在珠峰北坡,对于熟悉登山地形和路径的登山家,也可利用这种小风而气温高的天气,在8500米以下从事登山活动,因为从北坡攀登顶峰的主要威胁是大风。1966年5月1~3日,登山家王富洲就是在这种天气条件下率领20来名登山队员安全完成8100米的运输任务的。据王富洲介绍,在8100米活动时,尽管飘着雪,但风小,气温高,中午可摘下手套工作,但下山时要注意辨认登山路线,否则容易滑坠。

照片8. 春季,旗云往东北方向缓慢飘动,预示未来23天有印度低压影响降雪

 

如果珠峰顶部的云宛如辩状,表明高空风在4~6级,可以登顶(照片9);如果珠峰旗云略向东南移动,并且逐渐上升,表明高空风在4~6级,可以登顶(照片10)。有时,珠峰顶部没有形成旗状的云,但移动缓慢,高空风也在4~6级,可以登顶(照片11)。

照片9.珠峰顶部的云呈现向上翘的“辫状”,说明风速46级,可以登顶。

照片10.珠峰顶部的旗云向东南移动并逐渐上升,说明风速46级,可以登顶。

照片11.珠峰顶部的云团不连续,没有形成旗状,移动也缓慢,说明风速46级,可以登顶。

 

如果在珠峰顶部的云扶摇直上,没有形成“旗云”,(照片12),表明高空风很小,宜于登顶,但维持时间仅1~2天。

照片12.珠峰顶部的云扶摇直上是最好的登顶天气,可以登顶;但维持时间只有12天。

照片13.旗云自东北向西南飘动,表明有高压脊在珠峰地区上空,是最好的登顶天气,维持时间可到3天以上,最宜于登顶。

 

如果珠峰旗云自东北向西南飘动,表明珠峰上空有高气压脊控制,是最好的登顶天气,维持时间可以达到3天以上(照片13)。

然而,当珠峰上空万里无云时(照片14、15),无法判断可否登顶,此时,只有根据高空气象观测资料来判断。

照片14.珠峰晴空无云,朝霞洒在珠峰顶峰,不能够判断可否登顶

照片15.珠峰晴空万里无云,最难判断高空风大小

 

    在进行登山天气预报实践中,观测研究珠峰地区云系统变化与登山天气的关系,是非常重要的研究工作。实践表明,当珠峰西侧或西北侧上空出现系统性卷云时,未来3天珠峰地区会出现南支西风槽,带来大风和降水,必须提早停止攀登顶峰的活动(照片16、17)。2003年5月,我在中央电视台制作天气预报实况转播中,照片17就为我在5月13日做出“5月16~18没有登顶天气条件”的准确预报提供了一个依据。

照片16.珠峰上空出现系统性卷云,两到三天后天气转坏,不宜登顶(1975年)

照片17.珠峰上空出现系统性卷云,两到三天后天气转坏,不宜登顶(2203年)。

 

科学家和登山家在珠峰地区生活与工作,朝夕与“第三女神”相处,天长日久,人们和第三女神之间逐渐了解,逐渐相知,逐渐建立了合作的默契。风雪交加的日子固然是“第三女神”的劫难日,晴空万里但“旗云”急速飘动之日,也是女神挺身斗恶风的时刻;“旗云”徐徐飘动,或珠峰顶部的云垂直向上,太阳高挂天空,那是“第三女神”在欢迎我们。

为了观测记录珠峰地区的云(包括旗云)变化与登山天气的关系,我与登山队气象组同仁密切合作,在1966与1975年3~5月,每隔一个小时观测记录珠峰旗云变化,观察员非常辛苦,尤其是夜间。这里衷心感谢我的队友们,没有你们的辛勤劳动就没有这些珍贵的记录。

   为了更进一步观测研究珠峰地区云与天气系统、登山天气预报的关系,我认真监测珠峰地区云的变化,并尽可能地拍摄云变化的照片,前后拍摄云照片近万张。在此基础上,发表了三篇关于珠峰云与天气系统关系论文。这里要感谢我所在单位---中科院地球物理所和大气物理所,为我提供了最好的拍摄相机和器材。

 

 

       

 




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