安利
8848.86米!這是珠穆朗瑪峰的新“身高”。
2020年12月8日,中國和尼泊爾兩國領(lǐng)導(dǎo)人共同宣布珠穆朗瑪峰最新高度——8848.86米。這也意味著,15年前測量的8844.43米的珠峰“身高”成為歷史。
說到珠峰“身高”,許多人都會(huì)想到8848這個(gè)數(shù)字。這是在1975年,中國人首次將測量覘標(biāo)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(rèn)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(jié)合的技術(shù)方法,并首次在峰頂利用雪深雷達(dá)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(huì)說:“一次又一次為珠峰量‘身高沒有必要,不就差幾厘米嗎?”其實(shí)不然。作為地殼運(yùn)動(dòng)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(qiáng)弱變化,而這種強(qiáng)弱變化是造成地震活動(dòng)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(huì)對珠峰高度產(chǎn)生什么影響,科學(xué)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(fēng)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(hù)等方面的研究提供一手資料。
一個(gè)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(xué)中也叫高程,這個(gè)“落腳點(diǎn)”選在哪里,得有個(gè)統(tǒng)一的基準(zhǔn)。這就是海拔零點(diǎn),又叫水準(zhǔn)零點(diǎn)。所以我們所說的珠峰高度不是其實(shí)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(diǎn)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(zhǔn)點(diǎn)。在我國,則定為黃海的平均海平面。假想這個(gè)平面向大陸內(nèi)部延伸,一直延伸到珠峰下面,那么珠峰的高度便從這個(gè)面算起。又或者,通過重力測量把這個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的重力值“引”過來,同樣能在珠峰腳下找到這個(gè)起算面。當(dāng)然,在實(shí)際測量中,不必真的一步步跨越千山萬水把這個(gè)平面從黃海延伸到珠峰,因?yàn)榛诖饲巴瓿傻膰一鶞?zhǔn)項(xiàng)目,已經(jīng)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。
現(xiàn)在的測繪技術(shù)和高科技裝備遠(yuǎn)非45年前可比,為什么還需要人力登頂實(shí)地測量呢?因?yàn)檫@是為了獲得精確的測量結(jié)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(jī)目前尚無法在這樣惡劣的環(huán)境下飛行,機(jī)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?,而非?jīng)雪深雷達(dá)探測后得到的巖面高程。
還有,珠峰峰頂并不是一個(gè)點(diǎn),而是一個(gè)20多平方米的面,必須由人將覘標(biāo)帶上峰頂,才能確保目標(biāo)點(diǎn)一致,精確測得角度和距離。
如果說確定海拔高程的起算面是珠峰測量的基礎(chǔ),那么交會(huì)點(diǎn)的確定和在珠峰頂插上覘標(biāo)則是測量的關(guān)鍵步驟。
需要在海拔5200~6000米確定6個(gè)不受自然地物阻擋的與峰頂通視的交會(huì)點(diǎn),并架設(shè)測量儀器,獲取交會(huì)點(diǎn)至峰頂覘標(biāo)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(gè)點(diǎn)的高程差。再結(jié)合高精度Gnss(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))定位方法測量出的雪頂位置,以及雪深雷達(dá)測量出的峰頂一定范圍內(nèi)雪面到巖石面的距離,得出峰頂?shù)难┟娓吆蛶r面高。
這個(gè)計(jì)算不是簡單地按幾下計(jì)算器,而是要經(jīng)過專業(yè)的數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜的針對各種誤差的改正計(jì)算,涉及Gnss控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、高程控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、峰頂交會(huì)數(shù)據(jù)處理、重力測量數(shù)據(jù)處理、雪深雷達(dá)測量數(shù)據(jù)處理、珠峰地區(qū)重力場及似大地水準(zhǔn)面精化7個(gè)領(lǐng)域。這也是珠峰高度不能很快公布的原因。
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(xiǎn)”以及大量新技術(shù)的應(yīng)用,2020年珠峰高程測量將為我們提供一個(gè)有史以來精度最高的數(shù)值。
2005年珠峰高程測量時(shí),Gnss定位主要依賴美國Gps系統(tǒng),而2020年的珠峰高程測量將同時(shí)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?qū)Ш叫l(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?biāo)測量和雪深雷達(dá)探測。
科考人員還在珠峰北坡地區(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(huì)提升珠峰高程起算面的精度。