在达古冰川消融区铺设试验材料。中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室提供 在达古冰川消融区铺设试验材料。中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室提供

  “土工织布具有高反射率特点,能增强对太阳辐射的反射,从而限制冰川的净辐射。同时土工织布减少了冰川与外界的感热通量、潜热通量,对冰川具有保温作用。”王飞腾告诉记者,这次实验用土工织布,考虑了成本问题。

  铺设土工织布施工时,王飞腾研究团队带领工人首先通过达古冰川缆车,将材料运输至冰川海拔4860米处,然后再铺设至施工作业区。覆盖时,研究人员自海拔高处向低处铺设,利用材料本身的重力向下滚动。整幅材料铺设完毕后,相邻的材料搭接在一起用沙袋压好,铺设时每间隔3米用拴着沙袋的绳索固定。

  黑水县城海拔2300米,达古冰川试验区海拔5000多米,王飞腾研究团队到黑水县后,每次都是尽快上山,抓紧时间开展试验。“我在冰川工作时,最怕天气突变,冷是一方面,要命的是仪器无法工作,刚把几十公斤仪器背到山上,后来还得背回去,第二天又得背上来,想想就累呀。”科研队员徐春海博士说,很多同事脸上被紫外线晒伤,手掌或后背也磨破了。

  “我们在冰川上安插一些杆子,根据两个月里杆子露出多少,判断冰川消融的高度。将这些与未覆盖的地区进行对比分析就可得出铺设隔热材料的效果。”王飞腾说。

  去年10月17日,王飞腾研究团队再次抵达试验区进行科考工作。考察发现,经过两个多月时间,盖“被子”区域的冰体消融速度明显减慢,与未覆盖区域的冰体相比,盖“被子”能够减缓冰川消融厚度达到1米,初步估计能够减缓70%左右的冰川消融。

  “新被子”用上最新纳米材料

  没想到的是,王飞腾研究团队给达古冰川盖“被子”这一试验经媒体报道后,吸引了大量游客,迎来了连续几年的客流小高峰,尽管受疫情影响,去年景区游客首次突破20万人次,今年游客继续上升,实现了生态效益和经济效益双赢。

  “我们的工作一方面是为了应对达古冰川的消融,更重要的是通过这一科研活动,非常直观地向社会大众宣传保护冰川和保护环境这一理念。”王飞腾说,随着这项工作的不断宣传报道,国内的科研人员和企业,也不断加入到研究中来,今年南京大学的朱嘉教授团队也加入到这项工作中来,他们愿意免费提供新型的纳米材料共同推动这项试验。

  南京大学副教授朱斌是朱嘉教授团队成员之一。他介绍,南京大学光热调控中心近年积极研究面向冰川保护的辐射制冷技术,今年,该中心研制出一款新材料“聚合物纳米纤维薄膜”,利用辐射制冷原理,进行一定的因地制宜改进,能够实现低于环境温度5℃至7℃的制冷效果。

  “聚合物纳米纤维薄膜”实战效果如何?今年6月25日至8月15日,朱嘉教授团队在天山乌鲁木齐河源一号冰川面积100平方米区域进行试验。试验结果是,50天内冰层增厚140厘米。

  朱斌总结说,这种纳米材料有几大优势:可见、近红外波段反射率高达90%以上,制冷功率高,进一步延缓冰层、积雪的融化;材料疏水,长期稳定性好,不易受污染;易铺设、好回收,可重复使用。

  有了天山试验的底气,今年8月,王飞腾率领团队在2020年冰川盖“被子”区域旁边又重新铺设了2个500平方米左右的试验场,其一继续使用土工织布,其二使用了纳米材料。