6月21日,游客在甘肃敦煌莫高窟进行参观。 新华社提供(张晓亮摄)
新华社兰州8月1日电:科技助力世界文化遗产莫高窟积极应对气候变化挑战
新华社记者文静、张玉洁
在敦煌莫高窟内,如果二氧化碳浓度出现升高,众多灰色门便会自动开启进行通风,用以保护窟内历经千年的壁画。这些不起眼的洞窟门,正日益成为世界文化遗产应对气候变化的前沿阵地。
莫高窟创建于公元366年,坐落于中国西部戈壁沙漠之中,现存洞窟数量达735个,其中包含492个存有壁画及彩塑的艺术性洞窟。联合国教科文组织将此地认定是全球现存规模最宏大、连续修建历史最悠久、艺术内容最丰富的佛教艺术遗址。
当前,全球气候变化带来的极端天气影响日益显著,持续对莫高窟的壁画和彩塑保护工作构成严峻考验。
洞窟构造独特,其“口小肚子大”,因此窟门不仅具备物理层面的出入功能,更担当起调节窟内环境的重任。“当风沙来袭时,洞窟门能紧闭阻隔沙尘;当暴雨降临时,又能隔绝水汽;而在天气晴朗时分,自动开启通风以优化洞窟内部的空气状况。”敦煌研究院敦煌石窟监测中心主任王小伟指出,这项由敦煌研究院协作研发的石窟寺预防性保护智能门,已在莫高窟及西千佛洞的若干洞窟得到部署。
7月30日,在敦煌市拍摄的党河。新华社记者 郎兵兵 摄
敦煌位于戈壁地带,年均降水量不足40毫米,而蒸发量则高达2000多毫米。缺水的环境是莫高窟得以保存至今的重要条件。即便如此,气象数据显示中国西北地区正显现出明显的暖湿化倾向。
中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室主任张强表示,自2000年以来,西北地区的降水速度比1961年至2000年间的增幅高出8倍,“中国西北地区持久的干旱状况不会改变,但存在气候逐渐暖湿化的趋势”。
在敦煌石窟监测中心内,一块巨大的显示屏正实时展示着洞窟内的温度、湿度、二氧化碳浓度、游客流量等各项指标。方圆几百公里内的降雨、风沙等气象情况同样清晰可见。整个监测体系借助600多个不同类型的传感器,实现了对莫高窟大环境、洞窟微环境、文物本体及崖体状态的即时数据收集和分析。
“洞窟微环境的监测重点在于相对湿度、二氧化碳浓度和温度,其中湿度对壁画保存具有决定性作用。”王小伟提到,该系统通过红、黄、绿三色进行风险预警管理,为保护决策提供有力的数据依据。
“一旦极端天气发生,我们能迅速调整参观计划,包括暂停售票、关闭窟门,以此避免外界水汽对洞窟文物造成干扰,减缓文物病害的发展。”王小伟补充道。
6月13日,敦煌研究院敦煌石窟监测中心主任王小伟向公众展示甘肃省石窟寺监测预警平台。新华社记者 张玉洁 摄
敦煌研究院院长郭青林提及相关情况,近期由于降雨天气的影响,莫高窟曾一度面临窟前积水较多、洞窟内湿度偏高的状况。“一旦空气湿度超出62%,就可能加速壁画地仗层中的盐分溶解,进而引起文物病害。”郭青林继续说道,此时需推迟或暂停洞窟的开放,直至降水结束、具备开放条件并完成安全隐患排查后,方可恢复正常开放。
甘肃省内拥有超过200座石窟,气象部门利用卫星遥感、多普勒天气雷达等高科技手段,持续监测莫高窟、麦积山石窟等石窟寺,并联动多个部门共同防控地震、洪水等多种潜在风险。
监测的最终目的是为了“知”,而要从根本上扭转病害趋势,还必须“明其理”。科研人员正运用先进科技深入探索文物劣化的深层机理。
敦煌研究院的多场耦合实验室可模拟零下30摄氏度至60摄氏度的温度,以及风、雨、雪、太阳直射等不同气象条件。郭青林表明,在这里,时间可以被“压缩”,模拟一个年周期仅需四五十天。“实验室能在室内‘预演’文物在自然环境中的老化进程,从而提前规划保护措施。”
窟顶广泛种植的草方格、砾石压沙带以及沙生植物等梯次防护措施,为流动的沙丘披上了保护层,成功阻断了鸣沙山流沙对洞窟的侵袭。莫高窟前宕泉河防洪工程,通过构筑防洪堤坝、疏通河道等方式,已大幅降低地面洪水对莫高窟的危害。近年来推行的部分崖体加固及窟檐修缮工程,也有效降低了









