高了还是矮了? 珠峰“量身高”再出发

科技|来源:科技日报2019-04-18 08:55:51|网络编辑:刘艾

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珠峰及珠峰大本营

近日,由4名尼泊尔测量人员组成的团队从加德满都出发,前往珠穆朗玛峰南坡大本营,开始自主测量珠峰高度。据尼泊尔测绘局提供的信息,队员携带全球卫星定位系统,将用传统方法和现代科技相结合的方式进行测量。他们和辅助团队需要至少40天才能从南坡大本营抵达峰顶。

作为喜马拉雅山主峰、世界第一高峰,珠峰到底有多高,一直受世人关注。自从1852年英国人用大地测量的方法从印度测得珠峰高度为8840米,并首次确定珠峰为世界最高峰,给珠峰“量身高”这一伟大而艰巨的任务就再也停不下来。目前尼泊尔认同的珠峰高度为8848米,是印度测量局1954年在1852年测量基础上重新测定的结果。我国最近一次珠峰测高是在2005年,之后公布的高度为8844.43米。

珠峰“身高”怎么量

“我国2005年测定的珠峰高度,是我们用测得的珠峰雪面高度减去了测地雷达测出雪层和冰层的厚度,得到的珠峰岩石高度。”亲历过2005年珠峰测高的国家基础地理信息中心高级工程师陈现军告诉科技日报记者。

第一步,珠峰雪面高度怎么测?陈现军介绍,当前珠峰测高采取经典和现代手段相结合的方法,基本上把能想到和做到的手段都纳入技术方案,比如利用GPS测量、北斗卫星测量、重力测量、水准测量等。

2005年珠峰测高中GPS测量包括青藏地区地壳运动GPS监测网,珠峰地区GPS控制网,珠峰峰顶高程GPS联测。三种GPS观测网既相互独立,又相互联系,是这次测量的一个显著技术特点。

测绘队建立了一个用于珠峰地区综合大地测量目的的GPS控制网,这些GPS控制网可以形成GPS水准点,辅以加密重力测量等,精确确定珠峰高程测量的起算点并用于大地水准面精化。珠峰GPS控制网的观测从2005年5月9日开始,6月4日结束,每点观测8小时。这些GPS控制网测量网点也是后期开展珠峰GPS高程测量的基准点。

“利用北斗卫星,我们做了气象方面的观测,从细节上综合考虑了测量过程中温度、气压等影响,用气象测量来提高测量精度。”陈现军说。

多种现代技术手段齐上的同时,传统水准测量也至关重要。陈现军介绍,采取一等水准测量,测绘队在珠峰顶树立了一个觇标,即测量标志,从海拔5600米的珠峰大本营附近用多台仪器同时观测觇标。这次测量布下了6个观测点,当精确高程传递至这6个峰顶交会测量点时,通过峰顶的测量觇标,运用“勾股定理”的基本原理,推算出峰顶相对于这几个点的高程差。

一项极限测量工作

“觇标要求一米八高,要便于登山队员携带,重量不超过5公斤,要抗八级大风……”陈现军说,珠峰测高工作最大的困难,就是要克服珠峰地形极端险峻、环境异常复杂、严寒和缺氧等恶劣条件,还有设备故障等不利因素。

登珠峰的窗口期很短,只有几天适合登顶,要赶在季风来之前。人在珠峰顶上最多只能待一个小时,否则生理上受不了,气候条件变化危险性也大。陈现军说,科研人员是不具备珠峰登顶的身体素质的,觇标只能交给专业的登山队员来布放。隔行如隔山,在珠峰下的营地,登山队员用了大量时间进行培训、模拟。

为确保测量数据的权威、精准,队员们的付出是难以想象的。据之前的报道,测绘队员们在零下20摄氏度的低温下搭帐篷、做饭、煮茶。他们顶着10级大风,从大本营步行到绒布寺,进行来回8公里的训练;背着20多公斤重的氧气、食品等物资,多次从海拔6500米的前进营地运送到海拔7028米甚至是7790米的营地……

当时,国家测绘局第一大地测量队副队长陈永军,为将觇标急需的一个部件送到海拔6500米的营地,下午2时从海拔5300米出发,一直走到夜里11时,用整整9个小时走了16公里。他说:“走到海拔6300多米时,我每走10米,都要歇半分钟到一分钟,腿已没有感觉,只是机械地往上走。”

从测绘队到达珠峰大本营,到成功登顶测量,再到观测全部结束,历时一两个月时间。由于珠峰地区气候实在恶劣,队员们出现了各种不适应:上呼吸道发炎,咳得整夜都睡不着;极度缺乏维生素,嘴唇干得裂开。后来从珠峰下来,平均每个人“减肥”10多公斤。

珠峰还在慢慢“长高”

很多人对珠峰高度常识认知的第一反应是“8848”。这个数据来源于1975年国家测绘局、总参测绘局联合开展珠峰高程测量得到的8848.13米,作为中国对珠峰高度的采用值沿用了很长时间,直到2005年国家测绘局公布:珠峰峰顶岩石面海拔高程8844.43米。

这并不意味着珠峰变矮了。正如陈现军最开始解释的,我国1975年的珠峰测高结果是冰面高度,2005年的结果是去掉了雪冰层后的岩面高度。

实际上,在历次珠峰测量活动中,测量技术的进步程度、峰顶雪冰层厚度的测量精度、珠峰本身的地壳运动都会影响测量结果。所以,不能完全靠测量数据得出珠峰长高或变矮的结论,应通过地学专家的研究作出准确判断。陈现军说,从整体变化幅度看,青藏高原每年在以平均7—8厘米的速度抬升,目前学界的共识是,珠峰还在抬升。

“我们非常关注尼泊尔的测量方案和结果。”据陈现军了解,我国目前没有给珠峰测高的新计划。他说,开展测高工作首先要视乎科技界对珠峰高度的关注程度和需求。

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我国珠峰测高历史回顾

1966年,我国测绘工作者第一次对珠峰进行了实地测量。国家测绘局从第二、第八大地测量队,第八地形测量队和通讯队选拔测量人员19人组成测量分队,参加中国科学院珠峰科学考察队,从珠峰北坡首次测量了峰顶海拔高程。中国科学院兰州冰川冻土研究所进行了地面立体摄影,测绘成珠峰1∶2.5万地形图。

1968年我国对珠峰进行补充测量,国家测绘总局在分析首次测量资料的基础上,派参加首次测量的大部分人员共17人组成测量分队,在这次补充测量中,对珠峰顶再次进行了观测。两次测量获得了完整的测量数据,经过室内计算和各种改正,求得中国第一次从北坡测得的珠峰海拔高程。但这两次测量未在峰顶树立测量觇标,也未测量峰顶冰雪厚度,高程未公布。

1975年3月我国第三次对珠峰进行测量。国家测绘局、总参测绘局组成49人的测量分队,参加中国登山队,对珠峰进行科考测量。1975年5月27日14时30分,中国9名男女登山运动员从北坡登上珠峰峰顶,展开了中国国旗,竖起红色金属测量觇标,量测了峰顶积雪厚度。为获得更多折光影响小的中午观测数据,在27—29日连续观测三天,有的测站观测了三四十个测回,取得了不同时间段的观测数据。野外测量完成后,在严密理论基础上计算出珠峰峰顶海拔高程为8848.13米(已减去积雪厚度0.92米),并向世界公布。

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