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(wù),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(jié)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(qū)進(jìn)行勘測,深入到珠穆朗瑪峰腳下,采用經(jīng)緯測圖法(經(jīng)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(jìn)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(biāo)注了珠穆朗瑪峰的位置和名稱。這是有關(guān)世界最高峰最早的文獻(xiàn)記載。
2 國外對珠峰高度的測量
在工業(yè)革命中有著先發(fā)優(yōu)勢的英國熱衷登山運(yùn)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(jīng)驗(yàn)的積累和登山裝備器材的改進(jìn),到了19世紀(jì)末20世紀(jì)初,喜愛登山運(yùn)動的人們不再滿足挑戰(zhàn)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(qū)。
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(jìn)行了一次觀測。在印度獨(dú)立后,1952年,印度測量局在征得尼泊爾同意后,把控制網(wǎng)推進(jìn)到尼泊爾境內(nèi),在尼泊爾境內(nèi)布設(shè)了一個長達(dá)480公里的地形三角鎖;在距珠峰46-75公里處,設(shè)置了8個經(jīng)等高儀,測定了經(jīng)緯度,求得垂線偏差的點(diǎn)的測站,最終測得珠峰高程的權(quán)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(cè)登頂成功。
攀登珠峰已是險象環(huán)生,實(shí)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(yīng)的大地水準(zhǔn)面十分困難。也就是說,珠峰測高的0米起點(diǎn)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(diǎn)位置付出了不懈努力。通過在青島一個驗(yàn)潮站長達(dá)18年的觀測,才確定了這樣一個全國統(tǒng)一的高程起算基準(zhǔn)面。
1966年,國家測繪地理信息局第一大隊測量隊第一次進(jìn)入珠峰測區(qū)進(jìn)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(shù)據(jù)。
直到1975年,國測一大隊再次出發(fā),不僅登頂珠峰,也最終完成了高度測量。為了苛求精準(zhǔn)的數(shù)值,國測隊考慮采用水準(zhǔn)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(zhǔn)測量,也就是利用水準(zhǔn)尺和水準(zhǔn)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(jù)氣壓隨高度變化的規(guī)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(shí)很簡單,就是中學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識勾股定理,但實(shí)際要取得數(shù)據(jù)卻歷經(jīng)艱險。測繪隊員從青島的水準(zhǔn)原點(diǎn)出發(fā),每隔最多60米就需要確定一個測量點(diǎn)。在測量點(diǎn)兩端設(shè)立起兩個標(biāo)尺,結(jié)合路程和角度數(shù)據(jù)計算出兩個測量點(diǎn)的高度差。通過高度差的不斷累加,最終得到從青島水準(zhǔn)原點(diǎn)到拉孜珠峰山腳測量點(diǎn)的高度數(shù)據(jù)。
接下來,測繪隊員們從山腳到山頂?shù)耐讲脚实峭局?,需要架立覘?biāo)不斷“畫出”類似的三角形。最終建立起大量的觀測點(diǎn),總數(shù)甚至超過1萬個。這本身也是對隊員體力的巨大挑戰(zhàn)。除了長途跋涉之外,他們還面臨著嚴(yán)寒風(fēng)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(biāo),與珠峰腳下的觀測點(diǎn)相呼應(yīng)。這樣形成三角形聯(lián)測,進(jìn)行水平角和垂直角的觀測,確定平均值。再經(jīng)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(shù)值。
這時得到的高度數(shù)據(jù)還要減去峰頂?shù)难雍穸龋潘闶侵榉宓恼鎸?shí)高度。
在1975年當(dāng)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(lián)合進(jìn)行珠峰高度測量。這次意大利搬來了先進(jìn)的探測儀器,采用GPS衛(wèi)星測量法實(shí)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(biāo)。最后將參考橢圓與真實(shí)地球的數(shù)據(jù)比對,得出珠峰的高度為8849.04米。
但由于測量的關(guān)鍵技術(shù)由意大利方完成,這個數(shù)據(jù)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(diǎn)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(dāng)時負(fù)責(zé)測量雪層厚度的女測繪員潘多就詳細(xì)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(jìn)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(shí)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(yán)謹(jǐn)?shù)夭捎萌菧y量、水準(zhǔn)測量等經(jīng)典方法,再結(jié)合GPS衛(wèi)星測量新技術(shù)。這一次得到珠峰巖面8844.43米的高度數(shù)值。這成為了目前我國官方承認(rèn)的珠峰新高度。
得益于我們在珠峰地區(qū)構(gòu)建的高精度控制網(wǎng),目前被世界認(rèn)可的幾組數(shù)據(jù)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(yùn)動對珠峰造成影響。如今板塊仍然在運(yùn)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(jìn)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(zhàn),更以科學(xué)的方法不斷破解神秘。
追問珠峰高度的過程,是人類認(rèn)識地球、了解自然、檢驗(yàn)科技水平和探索科技的發(fā)展史,更是人類挑戰(zhàn)自身、突破技術(shù)極限的過程。
編輯:胡慧娟
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