6月21日，游客在甘肃敦煌莫高窟参观。 新华社发（张晓亮摄）
新华社兰州8月1日电 题：科技助世界文化遗产莫高窟应对气候变化挑战
新华社记者文静、张玉洁
当洞内二氧化碳浓度攀升，一扇扇灰色窟门自动开启通风，守护着千年的壁画。如今，这看似微小的洞门，正成为世界文化遗产抵御气候变化的“前沿阵地”。
莫高窟始建于公元366年，深藏于中国西北的戈壁荒漠之中。现存洞窟735个，其中包含壁画与彩塑的艺术窟492个。这一遗址被联合国教科文组织誉为全球现存规模最大、历时最长且内容最为丰富的佛教艺术宝库。
近年来，全球气候变暖加剧了极端天气频发，对莫高窟壁画及彩塑的保护工作提出了严峻考验。
洞窟结构呈现“嘴小肚子大”的特点，窟门不仅是进出通道，更是调控内部环境的“开关”。敦煌研究院敦煌石窟监测中心主任王小伟介绍，这种由该院联合研发的石窟寺预防性保护智能门，已在莫高窟及部分西千佛洞安装完毕。“风沙来袭时，它密闭挡尘；暴雨降临时，它隔绝水汽；天晴时则自动通风，优化空气环境。”
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，蒸发量却高达2000多毫米。正是这种极度干旱的气候，让莫高窟得以保存千年。但气象数据揭示了一个新趋势：中国西北地区的暖湿化现象日益显著。
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指出，2000年以来，西北地区降水增速达到1961年至2000年间的8倍。“虽然中国西北地区干旱的本底环境不会改变，但气候暖湿化的趋势确实在持续。”
在敦煌石窟监测中心，巨大的屏幕实时跳动着一系列数据：洞窟内的温度、湿度、二氧化碳浓度以及客流量等一目了然。方圆几百公里范围内的降雨和风沙动态也尽收眼底。这套监测体系依托600多个各类传感器，实现了对莫高窟宏观环境、洞窟微环境、文物本体及崖体状态的实时采集与分析。
“洞窟微环境监测主要关注相对湿度、二氧化碳和温度三项指标，其中湿度是影响壁画保存的核心要素。”王小伟表示，系统通过红、黄、绿三色风险预警机制，为保护决策提供坚实的数据支撑。
“一旦遭遇极端天气，我们能迅速调整参观策略，比如停售门票、关闭窟门，防止外界水汽扰动洞内文物，从而减缓病害发生。”他说。
6月13日，敦煌研究院敦煌石窟监测中心主任王小伟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透露，近期受降雨影响，莫高窟曾出现窟前积水较多、洞内湿度升高的情况。“空气湿度一旦超过62%，就可能加速壁画地仗层中盐分的潮解，进而引发文物病害。”他解释道，此时需推迟或暂停开放洞窟，待降水结束、具备开放条件并完成安全隐患排查后，再恢复正常运营。
甘肃省境内拥有200多座石窟。气象部门借助卫星遥感、多普勒天气雷达等技术，对莫高窟、麦积山石窟等重点区域进行监测，并联动多部门共同防控地震、洪水等各类风险。
监测旨在“知”，而要根治病害，更须“明其理”。为推动文物保护从“抢救”向“预防”转变，科研人员正利用前沿科技深入探究文物劣化的深层机理。
敦煌研究院的多场耦合实验室能够模拟零下30摄氏度至60摄氏度的温差，以及风、雨、雪、日照等多种气象条件。郭青林称，在这里时间仿佛被“加速”，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过程，从而提前制定保护方案”。
窟顶铺设的草方格、砾石压沙带及沙生植物构成了梯次防护网，为沙子穿上了一层“衣服”，有效阻断了鸣沙山流沙对洞窟的侵袭。莫高窟的年积沙量已从上世纪80年代的3000立方米降至如今的200立方米以内。此外，莫高窟前的宕泉河防洪工程通过修筑堤防、疏浚河道等措施，基本消除了地面洪水对莫高窟的威胁。近年来实施的崖体抢险及窟檐修缮工程，也进一步降低了降水对文物的风险。
集预警监测、机理破解、环境调控与风险防控于一体的实践，已形成石窟保护的“敦煌方案”。该方案覆盖了敦煌研究院管辖下的莫高窟、榆林窟、西千佛洞、麦积山石窟、炳灵寺石窟及北石窟寺六处遗址。甘肃省计划将全省石窟资源接入监测平台，针对不同点位的具体风险定制专项方案。
如今，“敦煌方案”的影响力正延伸至古代丝绸之路沿线的众多遗产地。近日，丝绸之路遗址保护技术高级人才联合培养培训班在敦煌开班。来自吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦、塔吉克斯坦等国的学员与中国同行一起，系统学习遗址保护技术。
吉尔吉斯斯坦学员纳兹拉·杜伊绍姆别科娃表示，文化遗产正面临气候变化等新挑战，需要采用现代方法开展研究、保护和修复，此次学习将有助于共同解决世界文化遗产面临的新问题。
“洞窟病害是一个动态发育的过程。持续防控病害、保障壁画整体安全是我们长期的工作使命。”敦煌研究院文物保护技术服务中心副主任水碧纹说。