珠峰身高“忽高忽低”,到底是怎么测出来的?

2021-04-14 08:25文项谦和
初中生世界 2021年13期
关键词:高程珠峰重力

文项谦和

1975 年5 月27 日,中国人第一次测得珠峰高程8848.13 米。整整45 年后,2020 年5 月27 日,中国人又一次完成了同样的任务。2020 年12 月8 日,国家主席习近平同尼泊尔总统班达里互致信函,共同宣布珠穆朗玛峰最新高程8848.86米!

惊叹之余,仍有不少人会产生这样的困惑:珠峰高度是怎么测量的?珠峰高度为啥会变来变去?测量珠峰有什么意义?今天,就为大家揭秘!

珠峰高度是怎么测量的?

2020 年珠峰高程测量综合运用北斗/GNSS定位、水准测量、光电测距、雪深雷达测量、重力测量、卫星遥感、三维建模等多种传统和现代测绘技术,精确测定珠峰新高度。

首先,准备阶段。我国目前法定的海拔高程起算点,是位于青岛市观象山的“中华人民共和国水准原点”。珠峰测量,先从青岛观象山上的水准原点施测至日喀则国家一等水准点,然后从珠峰地区的日喀则国家一等水准点起测珠峰高程,通过将高程传递至珠峰脚下的6 个交会点,在交会点上对准峰顶架设的测量觇标进行三角高程测量和交会测量。不过由于受到地球内部质量分布不均匀和自转的影响,地球表面各点的重力方向不同,海平面高度也不一样。为准确测定珠峰峰顶岩石面高程,测量队员在峰顶利用冰雪探测雷达设备,对冰雪层厚度进行准确探测,完成外业测量。

其次,由于温度、气压、大气折射、地球重力、天气等因素会使测量产生误差,需要结合外围开展的珠峰周边的重力测量和航空重力测量。外业测量队员需要将直接采集经检查后合格的各类原始观测数据,在大地、高程、重力测绘基准网等我国长期维护的数据基础上进行科学严密的改正与归算,然后进行大量数据处理、分析和解算等工作。

最后,计算平差后获得初步的珠峰高程结果,还要经过测绘单位的两级检查、一级质量检查验收程序;同时组织联合尼泊尔方面、中科院以及专家学者成立验收团队,进行珠峰高程综合确定,组织开展成果验收。

珠峰位置与高度为啥会变来变去?有什么趋势?

之前,很多国家都对珠峰进行过测量,测量数据各不相同。目前,包括尼泊尔在内的大多数国家,仍在沿用8848m这个数据。还有一些国家,比如英国、澳大利亚等,用的是美国1999 年“千禧年计划”测量所得的8850m。但是,珠峰的高度一直在发生变化。2005 年至2015 年期间,珠峰地区以每年约4cm 的速度向东北方向移动,以每年约0.3cm 的速度上升,10年位移约40cm、上升约3cm。

但是,珠峰的高度也有下降的时候。2015年4 月25 日,尼泊尔Ms8.1 级地震对我国珠峰地区及周边产生同震位移影响。2015 年6月15 日,原国家测绘地理信息局称,珠峰产生了约33 mm 的西南方向水平位移,垂直方向下沉约20mm。

5000 万年前,印度板块向亚欧板块发起俯冲,挤压作用使青藏高原隆升为世界屋脊,两个板块交界处的“缝合线”就是喜马拉雅山脉,珠峰就在其中。珠峰还处于“幼年期”,是地球上上升最强烈的地区之一。印度板块还在持续向北推移,珠峰也还在以每年约0.3cm 的速度持续抬升,珠峰高度整体的变化趋势应该是升高的。这种推断是根据百万年为时间单位的地质事件实现的,但这种增长并非无限制,因为它还有风化破坏这个“强大敌人”。

珠峰为什么一定要人登顶测量?

2020 年12 月8 日,我国最终确定了基于全球高程基准的珠穆朗玛峰雪面高程为8848.86m。珠峰峰顶并不是一个点,而是一个20 多平方米的面。GNSS 接收机、雪深雷达、气象测量和觇标等仪器必须由人携带至顶峰,才能确保目标点一致,精确测得角度和距离。在珠峰高程数据处理中,珠峰的高程并不是只有一个,而是有“雪面大地高”“雪面正常高”“雪面海拔高”“岩石面海拔高”四个高程。珠峰高程数据处理也是围绕这四个高程的精确解算进行的。2020 年珠峰高程测量,是我国对珠峰展开的第四次大规模测绘和科考,相关数据达到了历史最高测量精度。

精确测量珠峰到底有啥用?

测量可以给地球动力学和板块运动等领域提供研究数据和一手资料。这些数据和资料将用于研究印度洋板块和亚欧板块的相互作用,对今后地震预报和防灾减灾有重要意义。

测量首次将5G 和北斗结合,验证分析了高寒、高海拔环境下的北斗观测质量,这是对我国测绘科技水平的检验,彰显了国家综合实力与测绘技术的进步。

2020 年是人类首次从北坡成功登顶珠峰60 周年,也是中国首次精确测定并公布珠峰高程45 周年。珠峰高程的精确测定,可以结束国际上珠峰高程不统一的混乱局面,为世界地球科学研究做出贡献。

对珠峰高程的一次次追问,是我国测量技术不断创新突破的发展史,更是我国一代代测绘人和登山队员不懈坚持和无私奉献的奋斗史。

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