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珠峰高度為何會有不同數據?

來源:咸寧網 時間:2020-06-09 08:25

5月27日11時,我國2020珠峰高程測量登山隊克服重重困難成功從北坡登上珠穆朗瑪峰峰頂,完成了峰頂測量任務,為珠峰高程測量畫上了最重要的一筆。

此次珠峰高程測量的結果公布還有待時日。這里我們就來回顧一下歷史上珠峰測量的一些主要過程。

1 康熙年間珠峰高度首次測量

1714年,清朝理藩院主事勝檢、喇嘛楚格沁藏布和拉木贊巴受中央政府的委派,對廣大西藏地區進行勘測,深入到珠穆朗瑪峰腳下,采用經緯測圖法(經緯儀三角測量)和梯形投影法,對珠穆朗瑪峰的位置和高度進行了初步測量,并用漢文、滿文明確地在《皇輿全覽圖》上首次標注了珠穆朗瑪峰的位置和名稱。這是有關世界最高峰最早的文獻記載。

2 國外對珠峰高度的測量

在工業革命中有著先發優勢的英國熱衷登山運動,還成立了世界上第一個國家性的登山組織——英國登山俱樂部。隨著經驗的積累和登山裝備器材的改進,到了19世紀末20世紀初,喜愛登山運動的人們不再滿足挑戰阿爾卑斯山脈,而是將目光瞄向了高峰群聚的亞洲喜馬拉雅山區。

而此時尚在英國控制下的印度同樣對這座山峰有著自己的小心思。1847年,在距珠峰322公里處,印度對珠峰進行了一次觀測。在印度獨立后,1952年,印度測量局在征得尼泊爾同意后,把控制網推進到尼泊爾境內,在尼泊爾境內布設了一個長達480公里的地形三角鎖;在距珠峰46-75公里處,設置了8個經等高儀,測定了經緯度,求得垂線偏差的點的測站,最終測得珠峰高程的權平均值為8847.6米。

3 我國1975年公布珠峰高度為8848米

課本上對于珠峰的高度描述并不是出于印度測繪,而是來自我國1975年的測量。

1960年,中國登山隊登上了珠峰,這是人類首次從珠峰北側登頂成功。

攀登珠峰已是險象環生,實際測繪更是危險與難度驟增。由于地球是一個橢圓,要確定高聳的山峰具體對應的大地水準面十分困難。也就是說,珠峰測高的0米起點究竟在哪兒?

在過去幾十年中,我國測量人員為了獲得這一基點位置付出了不懈努力。通過在青島一個驗潮站長達18年的觀測,才確定了這樣一個全國統一的高程起算基準面。

1966年,國家測繪地理信息局第一大隊測量隊第一次進入珠峰測區進行測量。兩年后的1968年,大隊再次行動。攀登的體力與測繪的腦力并行,這兩次測量總算是邁出了我國對珠峰測高的第一步。但由于沒有登頂,也就無法得出完整數據。

直到1975年,國測一大隊再次出發,不僅登頂珠峰,也最終完成了高度測量。為了苛求精準的數值,國測隊考慮采用水準測量、氣壓高程測量、三角高程測距等多種測繪方法。

所謂水準測量,也就是利用水準尺和水準儀,高精度地測量高度差。但這種方法對于地形要求比較高,只能在相對平整的部分階段使用。

而氣壓高程測量則是根據氣壓隨高度變化的規律,測量氣壓推斷高度差。在氣象變化多端的高原地帶,這種方法的精確度也就不能滿足要求了。

而三角測量法,原理其實很簡單,就是中學的基礎數學知識勾股定理,但實際要取得數據卻歷經艱險。測繪隊員從青島的水準原點出發,每隔最多60米就需要確定一個測量點。在測量點兩端設立起兩個標尺,結合路程和角度數據計算出兩個測量點的高度差。通過高度差的不斷累加,最終得到從青島水準原點到拉孜珠峰山腳測量點的高度數據。

接下來,測繪隊員們從山腳到山頂的徒步攀登途中,需要架立覘標不斷“畫出”類似的三角形。最終建立起大量的觀測點,總數甚至超過1萬個。這本身也是對隊員體力的巨大挑戰。除了長途跋涉之外,他們還面臨著嚴寒風雪、雪崩雷擊等種種惡劣狀況。

最后一步,在珠峰之巔架起覘標,與珠峰腳下的觀測點相呼應。這樣形成三角形聯測,進行水平角和垂直角的觀測,確定平均值。再經過天文、重力以及氣象測量的修正之后,用勾股定理計算才得出這來之不易的數值。

這時得到的高度數據還要減去峰頂的雪層厚度,才算是珠峰的真實高度。

在1975年當年,中國公布了珠峰測量的高度為8848.13米。約等于的8848米因此成了中國對珠峰的官方判定,并寫入課本。

4 中外合作測量珠峰高度

1992年,意大利與我國展開合作,聯合進行珠峰高度測量。這次意大利搬來了先進的探測儀器,采用GPS衛星測量法實施測繪。通過建立一個與地球形狀最大程度契合的橢圓,再利用GPS獲得珠峰相對參考橢圓的三維坐標。最后將參考橢圓與真實地球的數據比對,得出珠峰的高度為8849.04米。

但由于測量的關鍵技術由意大利方完成,這個數據沒有被我國采用為官方高度。

5 2005年我國重啟測珠峰計劃

對于珠峰的測量,其中一個主要的難點在于如何確定峰頂雪層的厚度。

我國1975年的測量中也考慮了這個問題。當時負責測量雪層厚度的女測繪員潘多就詳細說明了測量過程。她用一根直徑四五厘米的木頭桿子直接插進雪層,直到插不動為止。于是可以測得的插入深度就為雪層的厚度。然而,這種測量方式也有爭議。在疏松的雪層之下,其實還有一層堅硬無比的冰凍層。用木頭桿子顯然是無法直接插到巖石層里的。

時隔30年后,2005年中國重新開啟了測量珠峰的計劃。測繪隊嚴謹地采用三角測量、水準測量等經典方法,再結合GPS衛星測量新技術。這一次得到珠峰巖面8844.43米的高度數值。這成為了目前我國官方承認的珠峰新高度。

得益于我們在珠峰地區構建的高精度控制網,目前被世界認可的幾組數據中,中國2005年測繪成果精度無疑是最高的。

同時,由于珠峰地處亞歐大陸板塊與印度板塊之間,板塊不斷運動對珠峰造成影響。如今板塊仍然在運動,而青藏高原上的珠峰高度也隨之變化。

有一種說法稱,目前珠峰正每年以毫米級別的高度在長高。所以在人類測繪的進程中,對珠峰的高度測量也不會停止。

高聳的珠峰因其攀登難度而自帶神秘。人類對此不僅勇敢挑戰,更以科學的方法不斷破解神秘。

追問珠峰高度的過程,是人類認識地球、了解自然、檢驗科技水平和探索科技的發展史,更是人類挑戰自身、突破技術極限的過程。


編輯:胡慧娟

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