邁向新的高度：我們前往珠穆朗瑪峰世界最高氣象站的旅程

很少有公司能自豪地說他們曾觸及世界之巔，但我們其中之一。我們的高山風速儀作為測量世界上最極端天氣條件的監(jiān)測站的一部分，曾在珠穆朗瑪峰頂上存活了一年。海拔28,904英尺（比珠峰峰頂?shù)?28英尺），Bishop Rock氣象站在世界上最高的記錄中，我們很自豪地成為這一歷史性成就的一部分。以下是我們的案例研究，討論了項目目標、挑戰(zhàn)和結果，以及我們?nèi)绾卫眠@些經(jīng)驗進一步改進我們的設備。

這個項目包括了三次峰會，分別在2019年、2022年和2023年舉行。

關于項目

這個項目于2019年開始，當時國家地理和勞力士與阿巴拉契亞州立大學和倫敦國王學院的科學家們合作，以收集高山天氣數(shù)據(jù)。團隊由地質(zhì)學家、冰川學家、生物學家、地圖繪制員和氣候科學家組成，他們在不同的海拔進行實地工作，收集樣本并安裝傳感器，以分析地形的各個方面。這個浩大的任務需要數(shù)月的準備，包括確保完成工作所需的適當裝備。

他們?yōu)槭裁催x擇年輕的阿爾卑斯風監(jiān)測器

在這個項目中，仔細選擇能夠承受地球上一些最惡劣天氣條件的設備是至關重要的。阿爾卑斯風監(jiān)測器采用在華盛頓山（通常被認為擁有“世界上最糟糕的天氣”）上經(jīng)過驗證的除冰設計，是確保設備壽命的不二之選。

有些人可能會問，為什么選擇機械傳感器而不是超聲波傳感器，因為機械傳感器有活動部件，可能會磨損、損壞，并且容易被冰和碎片堵塞。然而，Alpine Wind Monitor是行業(yè)中準確性最高的傳感器之一，并經(jīng)過測試和驗證，能夠記錄高達每小時250英里的風速，而超聲波傳感器甚至無法接近這個數(shù)字。由于遠程氣象站完全依賴太陽能，因此使用低能耗選項至關重要。超聲波傳感器需要大量的電力，并且需要一個強大且穩(wěn)定的電源，而Wind Monitor由于采用節(jié)能的傳感方法和獨特的被動防冰涂層，能耗極低。很明顯，Alpine Wind Monitor是這個應用的唯一選擇。查看這篇關于超聲波與機械風傳感器的文章.)

我們熱切地期待著安裝，目標是讓我們的風速儀在一年內(nèi)存活并收集準確的數(shù)據(jù)。考慮到條件，這是一次賭博，但我們對我們的產(chǎn)品充滿信心，并希望我們能夠?qū)崿F(xiàn)這一看似難以企及（并且值得炫耀）的成就。

他們?yōu)槭裁催x擇珠穆朗瑪峰

科學家們選擇珠穆朗瑪峰進行這個實驗，因為喜馬拉雅山脈是地球上少數(shù)幾個比急流更高的地方之一。急流是大氣中的一種快速流動、狹窄的空氣氣流，通常發(fā)生在對流層的上層和平流層的下層。在急流之上安裝設備非常重要，因為這使科學家能夠更好地理解大氣動力學、預測天氣模式、研究氣候等。留在急流中還可能導致讀數(shù)不準確，并且設備損壞的風險要高得多。

Bishop Rock 的天氣條件變化很大。風速曾達到每小時 200 英里以上，但在平靜時期可能會降至每小時 22 英里。高海拔導致溫度變化劇烈且迅速。在安裝過程中，溫度為零下 68 攝氏度，這比預期的零下 98 攝氏度要暖和一些。考慮到風寒效應，這個溫度降到了令人震驚的零下 104 攝氏度。

在那些溫度下，霜凍可能在不到5分鐘內(nèi)發(fā)生，存在高風險的體溫過低、呼吸問題、心血管負擔、脫水、認知障礙等。因此，迅速且輕松地設置設備并盡量減少暴露在惡劣天氣中是至關重要的。

首屆峰會，2019

經(jīng)過數(shù)月的準備，選擇合適的設備并規(guī)劃旅程，科學家們準備好了他們第一次前往世界屋脊的探險。為了支持第一次航行的研究，Campbell Scientific提供了氣象設備，包括Alpine Wind Monitor。為了避免在山頂上出現(xiàn)的登山者擁堵，科學家們決定在珠穆朗瑪峰東南 Ridge 的 The Balcony 建立氣象站，海拔27,650英尺（比山頂?shù)?360英尺），這創(chuàng)下了當時的記錄。

盡管在寒冷的條件下受到了阻礙，科學家們還是成功地在陽臺位置組裝并安裝了氣象站。在那第一年，工程師和科學家們一樣，興奮地觀察著珠峰的風起起伏，等待著設備的性能表現(xiàn)。風速監(jiān)測儀成功地收集了幾個月的極高風速數(shù)據(jù)，風速最高達到每小時150英里。不幸的是，支架在第一年倒塌，損壞了風傳感器，使讀數(shù)不準確。這意味著他們沒有實現(xiàn)全年無損的目標……但還沒有。

第二次峰會，2022

當塵埃落定，所有人都從未知的冒險中恢復過來后，團隊在2022年再次決定合作，再次登頂世界，建立一個更高的氣象站。這次，他們在比格爾巖海拔28,904英尺的地方建立了氣象站，創(chuàng)下了地球上最高氣象站的又一個紀錄。

科學家團隊終于通過嚴寒的風到達了布isshop Rock，并組裝了氣象站。只有在探險結束，研究人員返回家中后，他們才意識到由于一個不明系統(tǒng)故障，他們無法收集到氣象站數(shù)據(jù)。然而，這些無法正常工作的設備在那里放置了一年。

從經(jīng)驗中學習

盡管面臨挑戰(zhàn)和失敗，我們從這兩個經(jīng)驗中學到的一切都用于進一步改進我們的儀器。我們投入資源，確保我們的風速儀是市場上最堅固、最準確的傳感器，并且能夠承受地球上最高地方的最寒冷條件。我們還了解到，世界之巔并非全是雪和云——它被灰塵和泥土覆蓋，當在高風中四處飛濺時，這些灰塵和泥土會變得非常有害。

綜合考慮所有這些因素，我們努力工作，確保設備使用盡可能具有抗沖擊性的材料制成，以防止尾部和螺旋槳的損壞。這保護了我們的風速儀在最極端的天氣條件下進行部署，面對高速、湍流、嚴寒和碎片帶來的挑戰(zhàn)。其卓越的強度與重量比以及抗沖擊和疲勞的能力確保了其耐用性。

為了防止冰、雪和碎片的積累，這可能會影響風速儀的性能，我們在所有外部表面都涂上了疏水涂層。這種不粘涂層有效地排斥水，降低了冰形成的風險。

為了保護內(nèi)部組件免受環(huán)境污染物的影響，我們采取了措施來防止灰塵和污垢進入傳感器外殼，從而延長使用壽命并提高準確性。

第三屆峰會，2023

在一年的生存目標仍然未實現(xiàn)的情況下，科學家們在2023年再次聯(lián)系我們，表達了對再次登頂以最終實現(xiàn)目標的興趣。我們?nèi)娜獾赝饬?。在沒有原始贊助商支持的情況下，我們免費提供了風監(jiān)測儀以支持他們的攀登。這次，團隊爬過了“陽臺”，到達了更高海拔的“主教巖”，并用我們新改進的風監(jiān)測儀更換了無法使用的設備。

我們焦慮地監(jiān)控了氣象站一年，檢查它是否仍在正常提供數(shù)據(jù)。而它一年都沒有讓我們失望。通過他們的改進，我們終于實現(xiàn)了讓我們的阿爾卑斯風速儀在世界之巔持續(xù)一年的目標。

走在九重云上

有了如此巨大的成就，我們對結果感到欣喜若狂不足為奇?，F(xiàn)在，我們正利用這種動力和興奮，繼續(xù)自信地將我們的技術推向未來，因為我們擁有其他國家尚未打破的記錄。這種可靠性如此強大，即使在世界上最惡劣的環(huán)境中也能經(jīng)受住考驗。

在這里閱讀更多關于這次探險的內(nèi)容。

本文最初發(fā)表于《國際氣象技術》九月刊。