1980年3月19日，彭加木離開了上海，到海南島進行科學考察。在那裏，他調查了胡椒花葉病、橡膠壞皮病、西瓜花葉病、柑橘黃龍病，還考察了椰子、油棕等作物。
4月12日，彭加木回到上海。他忙著把採集的植物枝葉樣品切碎，搗爛，忙著整理考察筆記，連星期天都沒有休息。他在上海工作了13天，於4月25日匆匆飛往烏魯木齊對羅布泊地區進行第四次考察。彭加木在烏魯木齊度過了緊張的七天，作好出發前的準備工作，便於5月3日率隊向羅布泊進發了。
彭加木的計劃是大膽的，他率隊從北至南，縱穿羅布泊。這在歷史上，還是第一次！他是“具有從荒野中踏出一條道路的勇氣”，他認為，隻有縱貫羅布泊，才能弄清“神秘之地”的真麵目。“不入虎穴，焉得虎子？”
然而第一次縱穿時，沒有成功，彭加木曾這樣寫道：
我們在5月3日出發到南疆考察，5月9日開始進入湖區，由一個七人探路小分隊，自北往南縱貫羅布泊湖底。湖表麵已沒有水，有些地麵鬆軟陷車，有些地麵則比較平整堅硬，有些地麵覆蓋著一層沙子，有些卻是鹼土、硝土。有時經過風帶，風速在每秒十米以上。白天最高氣溫達48c，地表溫度55c，晚上最低氣溫則在10c以下。進入湖區第二天晚上，遇到高大、堅硬、鋒利的鹽結皮（鹽殼），豎起在地麵上有60至80公分高，像一道牆壁一樣，堵住前進的道路。汽車輪胎由於鋒利的鹽晶塊切割，被啃去一小塊一小塊的，損耗過大，無法繼續前進，當晚就隻好露宿在鹽結皮的小窩窩上。次日偵察周圍情況，還找不到合適的出路，205而所帶的油、水又消耗不少，隻得原路返回，準備重新補充後再度前進。
那天，他們是在深夜12點決定停止前進的。當時，在夜色蒼茫之中，隻聽見車外發出“哢嚓、哢嚓”的聲音，後來，“砰”的一聲，汽車撞在什麽東西上，無法前進了。下車一看，才知陷入在高大鹽殼的包圍之中。起初，他們想用石頭砸鹽殼，砸出一條道路來！然而，高大的鹽殼望不到邊，而且輪胎在鹽殼上磨損得很厲害，這才使他們不得不調頭回師。
彭加木想去吐魯番，借一輛履帶式拖拉機來開路。然而，到了那裏，拖拉機手提出了疑問——拖拉機怎麽能穿過“雅丹”地區呢？
彭加木隻得作罷，與全隊一起總結初征失敗的教訓，決定再次出師，征服羅布泊。
彭加木在幾封信中，曾詳細地描述了第二次出征的情景。現把這真實的第一手資料綜合摘抄如下，以饗讀者：
回到“鹹水泉”宿營地之後，5月中下旬，又組織了一次向北部地區的探路，直上吐魯番，然後再返回“鹹水泉”營地，往返花了8天時間，收穫不小。到過野駱駝糞很多的山溝，也到過“鐵嶺”鐵礦。在山裏常常找不到路，隻是憑地圖及羅盤定向。遇到大風沙，50米以外的大山都看不見。在湖裏則是一望無邊，沒有一個可以定位前進的目標，也是憑羅盤指路。
我們在補充裝備，經過休整之後，又組織了一個比較精幹的小分隊，再次作縱貫湖底的嚐試。出發前一天在“鹹水泉”營地氣溫達到38c的時候，突然來了一陣大風，接著是一厘米直徑的冰雹，隨後又是暴風雨襲來，帳篷差一點被掀倒，洪水灌進了帳篷。我們緊緊抱住帳篷柱子，和冰雹、風、雨搏鬥了一陣，總算安全度過了，身上被冰雹打得又痛又冷，趕快穿上皮大衣才算沒事。打了一陣冰雹，給我們添了點麻煩，但是也帶來了一點好處，就是湖區的氣溫降低了一些。上次進湖區，最高氣溫達38c，地表溫度5c，口唇幹裂出血，而此次最高氣溫多半在30c—36c，晚上最低溫度則在15c以下。
我們在5月30日從“鹹水泉”出發，沿著上次走過的路，走了兩天，到達上次受高大鹽殼擋道的地帶，走了大約110至120公裏。第三天對附近環境做了一點探索，周圍都是幹涸湖底，見不到一點目標，能見度特好的時候可以望見南方遠處阿爾金山低矮的影子。地麵的變化，對汽車來說，主要是受各種結構的鹽殼影響，行走困難。那天往東西向各10公裏左右探索了一下，決定向西南方向，繞過大鹽殼地帶，尋找古河道，對著米蘭作為目標前進。當日隻前進了10公裏多點。
第四天，穿越過一些較為狹窄的高大鹽殼地帶，有些時候我們要用8至12磅的大鐵錘把鹽殼打碎，給汽車開路，終於到了古河道的入湖口，開始看見枯樹枝，是發洪水時衝下來的。接著發現有幹死的水鴨遺骸，隨後又見死老鷹，死鳥，死羊，破布，繩子，挎包等物，又見到兩堆燒過火堆的殘跡，肯定是有人到過的地方。這時候，地麵上的枯枝枯樹越來越多，可以肯定是進入古河道了。大約一共走了十多公裏，前麵看見有幹枯的紅柳的紅丘。表示這裏過去是水分比較多的地方。沿著古河道又走了兩天，中間有些時候在古河道迷失了，又陷進鹽殼地帶。走了一陣，又終於走出來了，而我們又有了新的收穫——研究了“羅布窪地高在鹽包和鹽殼的發育”，提出了一些從自己實踐認識得出的想法。
第四、五、六天分別走了24、42、74公裏，這時已經到到阿爾金山前戈壁沙子地帶與山腳下紅柳沙丘交界之處。在正要紮營休息之時，忽然前麵颳起大風，沙風迎麵撲來，稍過一會，離開30米6的高大紅柳包就看不見了，等到風勢減弱一些，就地宿營時，天已經黑下來，幸好晚上風停，睡了個好覺，翌日一走出帳篷，迎麵又撲來一陣“小咬”（一種吸血的蚊子，連翅膀全長不到1毫米），在臉上、手上、鼻孔、耳孔亂鑽亂叮，令人窮於應付，塗上蚊油，可是卻一點都不起作用。不幸汽車又出了點毛病，兩位駕駛員在修車，但受不了“小咬”的侵襲，隻得開車往山上逃，到離開紅柳沙丘比較6一些、“小咬”少一些的戈壁沙灘上修車。我們則在戈壁灘上撿石頭，阿爾金山的石頭可真美，做盆景上的假山再好不過了，千姿百態，奇峰突兀，多是風沙侵蝕碳酸鈣岩石生成的。在上海花木商店就看不著這麽好的東西，我真想撿它兩大卡車帶回上海。
4月12日，彭加木回到上海。他忙著把採集的植物枝葉樣品切碎，搗爛，忙著整理考察筆記，連星期天都沒有休息。他在上海工作了13天，於4月25日匆匆飛往烏魯木齊對羅布泊地區進行第四次考察。彭加木在烏魯木齊度過了緊張的七天，作好出發前的準備工作，便於5月3日率隊向羅布泊進發了。
彭加木的計劃是大膽的，他率隊從北至南，縱穿羅布泊。這在歷史上，還是第一次！他是“具有從荒野中踏出一條道路的勇氣”，他認為，隻有縱貫羅布泊，才能弄清“神秘之地”的真麵目。“不入虎穴，焉得虎子？”
然而第一次縱穿時，沒有成功，彭加木曾這樣寫道：
我們在5月3日出發到南疆考察，5月9日開始進入湖區，由一個七人探路小分隊，自北往南縱貫羅布泊湖底。湖表麵已沒有水，有些地麵鬆軟陷車，有些地麵則比較平整堅硬，有些地麵覆蓋著一層沙子，有些卻是鹼土、硝土。有時經過風帶，風速在每秒十米以上。白天最高氣溫達48c，地表溫度55c，晚上最低氣溫則在10c以下。進入湖區第二天晚上，遇到高大、堅硬、鋒利的鹽結皮（鹽殼），豎起在地麵上有60至80公分高，像一道牆壁一樣，堵住前進的道路。汽車輪胎由於鋒利的鹽晶塊切割，被啃去一小塊一小塊的，損耗過大，無法繼續前進，當晚就隻好露宿在鹽結皮的小窩窩上。次日偵察周圍情況，還找不到合適的出路，205而所帶的油、水又消耗不少，隻得原路返回，準備重新補充後再度前進。
那天，他們是在深夜12點決定停止前進的。當時，在夜色蒼茫之中，隻聽見車外發出“哢嚓、哢嚓”的聲音，後來，“砰”的一聲，汽車撞在什麽東西上，無法前進了。下車一看，才知陷入在高大鹽殼的包圍之中。起初，他們想用石頭砸鹽殼，砸出一條道路來！然而，高大的鹽殼望不到邊，而且輪胎在鹽殼上磨損得很厲害，這才使他們不得不調頭回師。
彭加木想去吐魯番，借一輛履帶式拖拉機來開路。然而，到了那裏，拖拉機手提出了疑問——拖拉機怎麽能穿過“雅丹”地區呢？
彭加木隻得作罷，與全隊一起總結初征失敗的教訓，決定再次出師，征服羅布泊。
彭加木在幾封信中，曾詳細地描述了第二次出征的情景。現把這真實的第一手資料綜合摘抄如下，以饗讀者：
回到“鹹水泉”宿營地之後，5月中下旬，又組織了一次向北部地區的探路，直上吐魯番，然後再返回“鹹水泉”營地，往返花了8天時間，收穫不小。到過野駱駝糞很多的山溝，也到過“鐵嶺”鐵礦。在山裏常常找不到路，隻是憑地圖及羅盤定向。遇到大風沙，50米以外的大山都看不見。在湖裏則是一望無邊，沒有一個可以定位前進的目標，也是憑羅盤指路。
我們在補充裝備，經過休整之後，又組織了一個比較精幹的小分隊，再次作縱貫湖底的嚐試。出發前一天在“鹹水泉”營地氣溫達到38c的時候，突然來了一陣大風，接著是一厘米直徑的冰雹，隨後又是暴風雨襲來，帳篷差一點被掀倒，洪水灌進了帳篷。我們緊緊抱住帳篷柱子，和冰雹、風、雨搏鬥了一陣，總算安全度過了，身上被冰雹打得又痛又冷，趕快穿上皮大衣才算沒事。打了一陣冰雹，給我們添了點麻煩，但是也帶來了一點好處，就是湖區的氣溫降低了一些。上次進湖區，最高氣溫達38c，地表溫度5c，口唇幹裂出血，而此次最高氣溫多半在30c—36c，晚上最低溫度則在15c以下。
我們在5月30日從“鹹水泉”出發，沿著上次走過的路，走了兩天，到達上次受高大鹽殼擋道的地帶，走了大約110至120公裏。第三天對附近環境做了一點探索，周圍都是幹涸湖底，見不到一點目標，能見度特好的時候可以望見南方遠處阿爾金山低矮的影子。地麵的變化，對汽車來說，主要是受各種結構的鹽殼影響，行走困難。那天往東西向各10公裏左右探索了一下，決定向西南方向，繞過大鹽殼地帶，尋找古河道，對著米蘭作為目標前進。當日隻前進了10公裏多點。
第四天，穿越過一些較為狹窄的高大鹽殼地帶，有些時候我們要用8至12磅的大鐵錘把鹽殼打碎，給汽車開路，終於到了古河道的入湖口，開始看見枯樹枝，是發洪水時衝下來的。接著發現有幹死的水鴨遺骸，隨後又見死老鷹，死鳥，死羊，破布，繩子，挎包等物，又見到兩堆燒過火堆的殘跡，肯定是有人到過的地方。這時候，地麵上的枯枝枯樹越來越多，可以肯定是進入古河道了。大約一共走了十多公裏，前麵看見有幹枯的紅柳的紅丘。表示這裏過去是水分比較多的地方。沿著古河道又走了兩天，中間有些時候在古河道迷失了，又陷進鹽殼地帶。走了一陣，又終於走出來了，而我們又有了新的收穫——研究了“羅布窪地高在鹽包和鹽殼的發育”，提出了一些從自己實踐認識得出的想法。
第四、五、六天分別走了24、42、74公裏，這時已經到到阿爾金山前戈壁沙子地帶與山腳下紅柳沙丘交界之處。在正要紮營休息之時，忽然前麵颳起大風，沙風迎麵撲來，稍過一會，離開30米6的高大紅柳包就看不見了，等到風勢減弱一些，就地宿營時，天已經黑下來，幸好晚上風停，睡了個好覺，翌日一走出帳篷，迎麵又撲來一陣“小咬”（一種吸血的蚊子，連翅膀全長不到1毫米），在臉上、手上、鼻孔、耳孔亂鑽亂叮，令人窮於應付，塗上蚊油，可是卻一點都不起作用。不幸汽車又出了點毛病，兩位駕駛員在修車，但受不了“小咬”的侵襲，隻得開車往山上逃，到離開紅柳沙丘比較6一些、“小咬”少一些的戈壁沙灘上修車。我們則在戈壁灘上撿石頭，阿爾金山的石頭可真美，做盆景上的假山再好不過了，千姿百態，奇峰突兀，多是風沙侵蝕碳酸鈣岩石生成的。在上海花木商店就看不著這麽好的東西，我真想撿它兩大卡車帶回上海。