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        關于珠峰測高,你應該了解的五件事

        2020-07-24 16:35:37安利
        百科知識 2020年14期
        關鍵詞:雪深大地測量峰頂

        安利

        2020年5月27日,我國珠峰高程測量登山隊的8名成員成功從北坡登頂珠穆朗瑪峰,他們不僅令國旗再一次飄揚在世界之巔,還將測量覘標安置于峰頂,這是2020年珠峰高程測量的一個重要時刻。8月10日前后,珠峰的新高程就將正式公布。珠峰高程的上一次測量是在2005年,本刊對此有專門介紹(詳見2005年9A),為什么“短短”15年后又要為珠峰量“身高”呢?

        1.為何要一次又一次為珠峰量“身高”

        說到珠峰“身高”,許多人都會想到8848這個數(shù)字。這是在1975年,中國人首次將測量覘標矗立于珠峰之巔,用傳統(tǒng)大地測量手段測得并為世界所公認的珠峰(雪頂)海拔高度—8848.13米。2005年,我國采用大地測量與衛(wèi)星測量結合的技術方法,并首次在峰頂利用雪深雷達測量冰雪厚度,測得珠峰(巖面)海拔高度為8844.43米。長期來看,珠峰在以每年約4.4毫米的速度緩慢升高。也許有人會說:“一次又一次為珠峰量‘身高沒有必要,不就差個幾厘米嗎?”其實不然。作為地殼運動活躍地區(qū),珠峰高度的變化反映了印度洋板塊與歐亞板塊的強弱變化,而這種強弱變化是造成地震活動的根源。尤其是2015年4月尼泊爾發(fā)生的里氏8.1級地震會對珠峰高度產生什么影響,科學界尚待定論。況且,測量珠峰不僅僅是測量高度,雪深、氣象和風速等數(shù)據(jù)都將為冰川監(jiān)測、氣候變化、生態(tài)環(huán)境保護等方面的研究提供一手資料。

        2.珠峰的“身高”為何要從黃海算起

        一個人的身高是他頭頂?shù)侥_底的距離,但要測量山峰的高度—在測量學中也叫高程,這個“落腳點”選在哪里,得有個統(tǒng)一的基準。這就是海拔零點,又叫水準零點。所以我們所說的珠峰高度不是其實際高度,而稱為海拔高度或絕對高度。由于地球并不是規(guī)則的球體,世界各地的海拔零點也有差異,世界各國大都選擇離自己最近的平均海平面,作為自己國家測算海拔高程的基準點。在我國,則定為黃海的平均海平面。假想這個平面向大陸內部延伸,一直延伸到珠峰下面,那么珠峰的高度便從這個面算起。又或者,通過重力測量把這個基準點的重力值“引”過來,同樣能在珠峰腳下找到這個起算面。當然,在實際測量中,不必真的一步步跨越千山萬水把這個平面從黃海延伸到珠峰,因為基于此前完成的國家基準項目,已經獲得了西藏拉孜縣的精確海拔高度。這樣,只需完成最后500千米左右的“延伸”就可以了。

        3.為什么需要人力登頂

        現(xiàn)在的測繪技術和高科技裝備遠非45年前可比,為什么還需要人力登頂實地測量呢?因為這是為了獲得精確的測量結果而必須采取的手段。珠峰高程測量最大的困難在于峰頂?shù)臉O端環(huán)境,測量型無人機目前尚無法在這樣惡劣的環(huán)境下飛行,機器人也無法代替人工操作精密測量儀器。衛(wèi)星遙感手段在高程方向的測量精度在2米左右,和大地測量厘米級精度要求相比差距較大,并且這種手段只能測出雪頂?shù)母叱蹋墙浹┥罾走_探測后得到的巖面高程。還有,珠峰峰頂并不是一個點,而是一個20多平方米的面,必須由人將覘標帶上峰頂,才能確保目標點一致,精確測得角度和距離。

        4.珠峰“身高”為何要算上幾個月

        如果說確定海拔高程的起算面是珠峰測量的基礎,那么交會點的確定和在珠峰頂插上覘標則是測量的關鍵步驟。需要在海拔5200~6000米確定6個不受自然地物阻擋的與峰頂通視的交會點,并架設測量儀器,獲取交會點至峰頂覘標的距離、角度等觀測數(shù)據(jù),根據(jù)勾股定理推算出峰頂相對于這幾個點的高程差。再結合高精度GNSS(全球導航衛(wèi)星系統(tǒng))定位方法測量出的雪頂位置,以及雪深雷達測量出的峰頂一定范圍內雪面到巖石面的距離,得出峰頂?shù)难┟娓吆蛶r面高。但是這個計算不是簡單地按幾下計算器,而是要經過專業(yè)的數(shù)據(jù)處理和復雜的針對各種誤差的改正計算,涉及GNSS控制網數(shù)據(jù)處理、高程控制網數(shù)據(jù)處理、峰頂交會數(shù)據(jù)處理、重力測量數(shù)據(jù)處理、雪深雷達測量數(shù)據(jù)處理、珠峰地區(qū)重力場及似大地水準面精化等7個領域。這也是為什么珠峰高度不能很快公布的原因。

        5.即將公布的珠峰“身高”會是有史以來最精確的

        由于有了傳統(tǒng)大地測量方法與現(xiàn)代大地測量方法的“雙保險”以及大量新技術的應用,2020年珠峰高程測量將為我們提供一個有史以來精度最高的數(shù)值。比如,2005年珠峰高程測量時,GNSS定位主要依賴美國GPS系統(tǒng),而今年的珠峰高程測量將同時參考GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯和中國北斗這四大全球導航衛(wèi)星系統(tǒng),并以北斗數(shù)據(jù)為主。而且北斗系統(tǒng)不僅用于珠峰地區(qū)及外圍的控制測量,也將用于登頂后峰頂?shù)淖鴺藴y量和雪深雷達探測??瓶既藛T還在珠峰北坡地區(qū)開展廣泛的高精度航空重力測量以及峰頂重力測量,并在靠近峰頂?shù)膮^(qū)域增加大量的地面重力加密測量。這是人類首次在珠峰地區(qū)開展重力測量,更會提升珠峰高程起算面的精度。

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