地理新发现
——新发现三座海拔八千米以上山峰

2022-02-12 08:31:50米德生
冰川冻土 2022年6期
关键词:冰川山地海拔

米德生

(中国科学院 西北生态环境资源研究院,甘肃 兰州 730000)

1 综述

1950 年6 月3 日两位法国人登上安娜普尔纳峰(Mt.Annapurna,海拔8 091 m,28°35′43.72″ N、83°49′12.66″ E),开创人类攀登八千米级山峰之先河。

1964 年5 月2 日,聂拉木县晴空万里,目睹中国十位登山家登上八千米级处女峰希夏邦马峰(Mt.Shishapangma,海 拔8 027 m,28°21′08.20″ N、85°46′47.56″ E)。本人参加登山科考队测绘组,执行希夏邦马峰高程测定和地图测绘,从此,与八千米级雪山结下不解之缘(中国希夏邦马登山科学考察队,1974;周季清等,1974)。

世界上八千米级山地在哪里?世界上八千米以上级山地地貌形态如何?世界上八千米级以上山峰有多少?

世界上八千米以上级的山地集中在亚洲的青藏高原(Qinghai-Tibet Plateau )。1987 年之前,我们科考勘测并掌握喀喇昆仑山脉五座八千米以上级山地冰川地图详细资料(1∶12 5000~1∶50 000)。同时,也测绘并搜集到喜马拉雅山脉八千米以上级山地冰川地图——1∶100 000~1∶25 000(米德生编制,2001)。

1987 年参加国际科学考察队,考察朋曲河流域和波曲河流域冰川湖泊现状、分布,评估湖泊利害之弊端,对境外尼泊尔电站之危害。问道萨迦寺,与国外朋友交流得知:1991 年尼泊尔测绘局将进行全国航空摄影测量,完成国家基本地形图的全覆盖,地图比例尺1∶50 000,等高距40 m,每幅地图经差15′、纬差1′(尼泊尔测绘局,2000)。尼泊尔众多八千米级山地——干城章嘉峰(Mt.Kanchanjangha 8 586 m,27°42′13.07″ N、88°08′55.25″ E)、马卡鲁山(Mt.Makalu 8 463 m,27°53′24.54″ N、87°05′23.92″ E)、珠穆朗玛峰(Mt.Qomolangma 8 848.86 m,27°59′17.98″ N、86°55′30.70″ E)(萨迦马塔(Mt.Sagamatha)、洛子峰(Mt.Lhotse 8 506 m,27°57′44.12″ N、86°56′02.82″ E)、卓奥友峰(Mt.Cho Oyu 8 201 m,28°05′38.73″ N、86°39′39.01″ E)、马纳斯 卢[Mt.Manaslu(Kampunge 8 163 m,28°33′00.12″ N、84°33′34.94″ E)]、安娜普尔纳峰(Mt.Annapurna 8 091 m,28° 35′43.72″ N、83°49′12.66″ E)和道拉吉里峰(Mt.Dhawalagili 8 167 m,28°41′47.77″ N、29′35.49″ E)——被准确测绘在地图上。抓住机遇,终于在2008年获得特别珍贵的资料——尼泊尔境内1∶50 000,八千米以上级山地及其周围地形图。同时也获得克什米尔北部地区(巴基斯坦控制区)南迦峰[Nanga Parbat (Diamir)](比例尺1∶50 000,等高距40 m)地形图。至此,世界八千米以上级雪山地形图全部到位。当然,也搜集到其他若干版本,关于八千米以上级雪山地区大比例尺(1∶12 500~1∶25 000)地形图资料(米德生编著,2020)。

图1 青藏高原七图位置示意Fig.1 Position of the seven maps of the Qinghai-Tibet Plateau

测量八千米以上级第十七高峰——希夏邦马西北峰(海拔8 008 m,28°21′16.54″ N、85°46′40.52″ E);勘测第十六高峰——中央峰(海拔8 011 m,35°48′44.05″ N、76°33′56.80″ E);绘制第十五高峰——安娜普尔纳东峰(海拔8 013 m,28°35′42.51″ N、83°49′17.63″ E),上述三座8 000 m 以上峰为世界地理新发现。

2 地理发现之一:测量希夏邦马峰

2.1 概况

希夏邦马峰是世界上第十四座8 000 m 以上级的高峰。有关文献和地图记载的这座高峰的高度,有8 013 m、8 014 m、8 018 m、8 023 m、8 078 m 等,高程相差约60 m。

从拍摄的希夏邦马照片上观察,这座峰由三个距离很近而高差不大的山峰组成,在现场用肉眼难以分辨主峰和次峰。只有经过精确测量才能最后确定三个山头中的哪一个是这次攀登的目标。

因此,准确测定该峰高度便是这次登山科学考察的必要工作。

测量组于2 月10 日到拉萨。在约一个月准备工作期间,得到几个测量单位的具体帮助,搜集到希夏邦马峰附近地区仲喀—定日段国家II等精密导线点成果和西门错—定日段的国家II等精密水准成果等资料。这些成果是希夏邦马峰高程和地理坐标测量的依据,对保证这次测绘工作质量和提高测量组的工作速度起了很大作用。经过全组同志的奋发努力,艰苦战斗,在不到两个月的时间内,完成了对希夏邦马峰及其附近若干山峰高程的测量,港井(登山大本营)天文点的测量,并测绘了约200 km2面积1∶50 000比例尺地形图。

2.2 登顶

1964 年5 月2 日之前,希夏邦马峰仍然是地球上第十四座8 000 m 以上级高山空白点,倍受国际登山界关注。为此,中国登山队先遣队对希夏邦马峰登山路线进行了侦察,目标是选择一条路线短、困难少的攀登路线。1961 年4 月、1961 年秋、1963年4 月进行了三次探险侦察,希夏邦马峰南坡为岩石绝壁,无法攀登;东坡千丈冰雪深渊,绝路无门;北坡冰雪台阶,此路通顶,胜算很大。

希夏邦马峰登山队科学考察队1964 年2 月10日在拉萨集中,科考队作进山前的各项准备(包括体能训练),3 月8 日到达定日,3 月底科考队员到达港井登山科考大本营,与登山队员会合。登山、科考工作陆续展开。

大本营至峰顶线路长36 km,需要建六个登山营地。大本营5 000 m(水沸点83 ℃),一号营5 300 m(水沸点80.5 ℃),二号营5 800 m(水沸点79~80 ℃),三号营6 300 m、四号营6 900 m、五号营7 500 m、突击营7 776 m。5 月1 日下午十位登顶队员到突击营地,茫茫一遍,寻找帐篷与物资,恢建突击营地。仔细观察顶峰:其面积约5 m2。5月2日凌晨4 时起身,6 时整出发,经过4 小时20 分钟行军,1964 年5 月2 日北京时间10 时20 分登上希夏邦马峰,在山顶活动40分钟,于11时下撤。5月3日从二号营返回港井大本营,5月中旬离开拉萨返回北京。

2.3 希夏邦马峰地区的测量及其精度估计

2.3.1 希夏邦马峰高程测定及控制测量

测量组于3 月18 日在希夏邦马峰北坡展开工作,包括:希夏邦马峰高程测定及控制测量、天文测量和地形测量三个部分,使用的仪器有Wild T3,T2经纬仪及101平板仪等。实地作业按照平板仪测量规范,一、二、三、四等天文测量细则及希夏邦马峰地区测图技术方案所规定的内容进行。

实际测量时,以哈门错—西门错湖附近的两个经II 等精密水准连测的II 等精密导线点I4、I5 为起算,布设一条锁长约40 km,由10个点组成的八个三角形的解析支锁,和两个侧方交会的独立点(图2)。该锁水平角采用方向观测三测回,垂直角采用三丝法一测回。其限差按表1规定。

表1 解析支锁观测限差Table 1 Analyzes the observation tolerance of branch locks

图2 构建三角网Fig.2 Constructing a triangulation network

在三角支锁中除起始边18.6 km 外,其三角形最长边达11.6千米,最短边为2.9 km。三角形内角最大为111.5°,最小为27.3°。三角形最大闭合差为-13.6″,最小为+0.4″。解析支锁所包括的10 个点,组成两条多角高导线,其中以I4、N1、N4、N5、N3、N2、I5 一条长为45.6 km,导线高程闭合差为 +0.13 m,以N4、N6、N10、N7、N5 一条长18.5 km,导线高程闭合差为-0.01 m,并进了概略平差计算。

在解析支锁上,用前方交会法测定希夏邦马峰及附近的七个明显山头。水平角方向观测法两测间,垂直角巾丝法两测回,各项限差按表2规定。

表2 前方交会点观测限差Table 2 The observation tolerance of the forward intersection

我们用Wild T2 经纬仪在N1、N2、N3、N4N5、N6,六个三角点上对希夏邦马峰进行了两测回水平角观测,在N1、N3、N4、N5、N7,五个三角点上对希夏邦马峰进行了两测回垂直角观测。然后进行分组计算其直角坐标:N1、N2、N3 一组,N3、N4、N5 一组,N5、N7 一组,N6、N7 一组,分别求得希夏邦马峰主峰的坐标。所求主峰的最大差是:纵坐标X为9.22 m,横坐标Y为0.92 m。取算术平均值作为主峰最后的直角坐标。再用最后的直角坐标与N1、N3、N4、N5和N7各点进行边长反算,得出它们的边长分别为39 488 m、30 891 m、28 403 m、26 150 m和25 013 m。然后用上述反算的边长数值进行高程及球气差改正计算。球气差改正计算公式为:

其最大改正数达102.75 m,最小达41.23 m。通过计算,从各方向推得主峰高程分别为8 007.88 m、8 012.69 m、8 012.27 m、8 012.74 m 和8 014.73 m,最后取8 012.06 m。

如前所述,希夏邦马峰是由三个山头组成。经过测量,希夏邦马峰的主峰(简称希A)高程为8 012.06 m,其西北200多米处的山头(简称希B)高程为7 996.30 m,其西北400 多米处的另一山头(简称希C)7 998.55 m。通过实地测量获得的资料,解决了用肉眼难以分辨的主峰与次峰,及时地为登山运动员提供了可靠的资料。

除测量希夏邦马峰外,还附近其他几个山峰进行了高程测量。结束为:希A 东北3 km 处摩拉门青峰7 694.66 m,希A 以北2.5 km 的北峰7 156.7 m;希A 西北7 km 处一积雪山峰7 349.6 m;希A 西北更远处的康盆勤峰7 286.62 m。

2.3.2 天文测量

在港井(登山队大本营)解析支锁N5 号点上测定一个天文点,三等经纬度二等方位角,并埋有混凝土中心标石(总参测绘局三个角点中心标石)。

经度:釆用金格尔测时法测定,共测三组,每组观测10 个星对,采用9~10 个星对,其最后结果:中误差为±0.051″。

纬度:釆用南北星同一度盘测定,共测6 个星对,其最后结果:中误差为±0.475″。

方位角:釆用北极星任意时角法测定,共测12测回,其最大测回差为4.8″,2C 变化最大为6.2″,最小变化为0.2″;二次照准地面目标最大差为4.5″,最小变化为0.2″其最后结果中误差为±0.42″。

计算,加入化归海水面之改正,

计算,加入高程改正,未加入人差改正?

作业过程中用库卡法收录无线电时号,每两小吋一次,并加传电改正,归化中央时刻,表面表时最大差达0.075″。

恒星表:出测前在重庆进行了检验,周日表速为+10.885″,中误差为±0.22″。在测绘工作期间,由于温度的变化,表速在+0.43″/时~0.45″/时之间变化。

港井天文点的地理坐标测定的结果为:

东经85°45′21.27″,北纬28°45′39.18″。

由此推算求得希夏邦马峰(希A)的地理坐标,即:东经85°46′39.18″,北纬28°21′08.81″。

图3 希夏邦马测绘Fig.3 Mapping Shishapangma

根据Ⅱ等精密导线点为起算,推求得到的港井天文点之地理坐标和方位角,与实测港井天文点之地理坐标和方位角相比较差为:经度为0.85″,纬度为6.20″,方位角为16.3″。

由于距离较近,点数不多,未进行平差计算。因时间所限,未在实地测定地球曲率与蒙气差△C值。

通过内业计算证明,本区的天文测量和控制测量的精度良好,希夏邦马峰及其附近有关山峰的平面位置和高程较正确,符合技术规范规定。

2.3.3 地形测量

在完成希夏邦马峰高程和地理坐标的测量之后,着手测绘了希夏邦马峰北坡野博康加勒冰川,那克多拉河至雪拉山一带面积约200 km2的1∶50 000 地形图。该图着重描绘长约14.8 km 的野博康加勒冰川的范围,为科学考察队其他组提供了工作底图。

由于时间紧促,这次地形测绘按草测要求。远距离以交会为主,立标尺为辅。

另外,在工作期间还访问了聂拉木县城及希夏邦马峰附近村庄夏嘎,色隆的居民,进行地名调查。希夏邦马峰当地的意思是“高山缺氧,气候严酷”。根据测量规范指示按藏语地名译音规则写成汉文为“希夏邦马峰”。至于有地图标注的“高僧赞峰”一名系来自梵文,当地居民并无这种叫法。

1964 年2 月,测量希夏邦马峰的希A 高程8 012.06 m、希B 高 程7 996.30 m、希C 高 程7 998.55 m。

后来,经过内业精细平差计算,考虑各项改正值的舍取,1975年11月得到希夏邦马峰三个山头高程值,即:希A 高程8 027 m、希B 高程8 008 m、希C高程7 966 m。据1∶50 000 希夏邦马峰航测地形图显示,展现二座八千米以上级山地:主峰(希A)所在的雪山面积(13 820±144)km2(0.0138 km2);希夏邦马西北峰(希B)所在的雪山面积(7 600±144)m2(0.0076 km2)。两峰相距350 m,其间偏南存在一个鞍部,其高程约7 973 m。由此断定,希夏邦马西北峰,海拔8 008 m 为8 000 m 以上级独立山地,按高程排序,它是世界第十七座8 000 m 以上级的山地(图4)。

图4 希夏邦马西北峰海拔8 080 m世界第十七座8 000 m级的山地Fig.4 The northwest peak of Shishapangma is 8 080 meters a.s.l.which is the 17th mountain higher than 8 000 meters in the world

3 地理发现之二:勘测中央峰

1974年,国家有计划地在喀喇昆仑山区进行航空摄影测量,世界第二高峰乔戈里峰(35°52′52.78″ N、76°30′48.93″ E,海拔8 611 m)为首的众多8 000 m以上级独立山地,被一一摄入镜头,三年后完成边界测图。西安一分局高工顾朝欣向我们展示了“一九八六至一九八七中巴边界勘测附图”(共42 幅)。其中第十六号页给人印象深刻,该图可能存在新的8 000 m 以上级独立山地,其高程海拔8 003 m。为此,我们搜集到意大利登山队,1954 年测绘K2 地图,比例尺1∶12 500,等高距20 m,该图沒有注记新8 000 m 以上级山地。1976 年军测喀喇昆仑山区地图,比例尺1∶50 000、等高距20 m,该图标注新8 000 m以上级山地,其高程海拔8 011 m。

同一山峰8 000 m 以上级高程不一样,为此,我们拜访了中国登山协会主席王富洲,他向我们介绍中央峰概况,其高程海拔8 011 m 的由来——以我国军测喀喇昆仑山区地图为标准。

1985—1987 年参加“新疆叶尔羌河冰川洪水科学考察队”,去喀喇昆仑克勒青谷地进行冰川洪水科学考察。车队到麻扎达拉为终点。从麻扎徒步进山,经过三天行军到阔坦牧点过夜,次日驼队翻越阿格勒达坂,沿克勒青河谷向东逆水而上,当天在红柳丛生的“天文点”宿营。此时,克勒青河谷恰逢枯水季节,宽阔平坦的克勒青河谷布满鹅卵石,像巧克力豆铺满谷地。人们俯卧河床上可听到冰川融水哗哗声。考察队将营地安置在加舒尔布鲁姆冰川(35°49.00′ N、76°38.50′ E,面积119.50 km2,长度26 km,角峰高8 051 m,雪线高5 540 m,冰川末端高4 250 m,冰储量25.3976 km3)与乌尔多克冰川(35°43.00′N、76°46.00′E,面积97.56 km2,长度27.5 km,角峰高8 080 m,雪线高5 130 m,冰川末端高4 260 m,冰储量19.4144 km3)之间的冰水阶地上(海拔3 983 m)。

一条精密导线纵穿谷地。当蔡司030经纬仪架设在加舒尔布鲁姆冰川侧碛堤三角点4374.6 点位上,向南边约19.0 km 处喀喇昆仑主山脊观测时,受高达7 000 冰川刃脊的干扰,布洛阿特北峰(海拔8 028 m)和中央峰(海拔8 011 m)影像模糊,但布洛阿特峰(海拔8 051 m)影像在望远镜十字丝上显示得比较清晰。在加舒尔布鲁姆山图根点4 788.7 点位上,向南约15.5 km 处观测布洛阿特峰、布洛阿特北峰和中央峰。经过初算,军测中央峰高程值较可靠,且布洛阿特北峰和中央峰之间存在鞍部。内业,在民德蔡司Topomat(自动地形测图仪),用裱板航片双盲测绘中央峰地形图,中央峰是一个典型馒头雪山,它与布洛阿特北峰之间存在U 型隘口,鞍部高程为7 830 m,从鞍部到中央峰顶相对高差达181 m。“中央峰”海拔8 011 m 是8 000 m 级上级独立山地,按高程排序,是世界第十六座8 000 m 以上级的山地(图5)。

图5 “中央峰”海拔8 011米世界第十六座八千米级的山地Fig.5 Central peak of Shishapangma is 8 011 meters a.s.l.which is the 16th mountain higher than 8 000 meters in the world

我国著名冰川学家、中国科学院院士施雅风对中央峰进行了仔细研究。他认为,这是我国地质学的一个重大发现,也为世界登山界找到了一个新的目标。

从1976 年军测1∶50 000 航测图标注该地形点开始,到1997 年正式报道“中央峰”的存在,前后耗费20余年研究时光。

4 地理发现之三:勘察安娜普尔纳东峰

尼泊尔与中国西藏相邻,喜马拉雅山屹立于两国之间。尼泊尔众多河流发源于中国西藏,如朋曲河、波曲河等。尼泊尔电力稀缺,为了修建水电站,需考察朋曲等众河源头冰川和冰川湖。着重研究冰湖溃决对电站危害程度。

1987 年深入珠穆玛峰东坡康雄冰川,调查冰川湖泊成因、分布、危险度,沿康雄藏布顺河而下,到朋曲河出境处陈塘关。在众多湖泊中,一等危险湖泊是定结县日屋乡的强宗克错,只要冰川发生一次冰崩,湖水将漫堤,溃坝将发生,一场自然灾害横扫沿河一切生命财产。

考察朋曲河流域和波曲河流域冰川湖泊期间,游历甘玛藏布。探访陈塘关,问道萨迦寺,与国外朋友交流得知:1991 年尼泊尔测绘局将进行全国航空摄影测量,完成国家基本地形图的全覆盖。

安娜普尔纳峰山区,测区:TIIICHO,图号:2883 08,1996 年航空摄影测量,2000 年成图,比例尺1∶50 000。等高距40 m。我们于2005 年获得尼泊尔国家测绘局道拉吉里峰和安娜普尔纳峰地区八幅1∶50 000 彩色印刷地形图。

编制成功的“道拉吉里峰地区图”,比例尺1∶100 000。等高距40 m。安娜普尔纳峰位于该图右下角,安娜普尔纳东峰位其主峰东670 m,山地形态为菱形,东西长,南北短,山地面积约3 460 m2(0.0035 km2)。按其海拔高度8 013 m 排序(图6),它位列地理新发现第十五座8 000 m 以上级山地。

图6 安娜普尔纳东峰海拔8 013 m世界第十五座8 000 m级的山地Fig.6 The East Annapurne in the Himalayas is 8 013 meters a.s.l.which is the 15th mountain higher than 8 000 meters in the world

5 科学价值和社会意义

《世界八千米以上雪山地图集》的出版,明晰了十七座世界8 000 m 级独立峰,其中三座为地理新发现,这将改写全世界中学地理教科书,地球村约12.3 亿青少年首先受益,他们的8 000 m 级雪山地理知识将得扩展。随着全世界人口的增长,获益人数将会愈来愈多。这是中国地学工作者对人类文明的不朽贡献。地理新发现将名垂青史,与日月同辉,这是中华民族复兴时代对人类文明又一伟大贡献。

地理新发现三处八千米级山峰,将增加国际攀岩协会活动范围,引导众多登山攀岩大师创造更多的新纪录。

众所周知,海拔5 000 m 就已经是生命的禁区,如果要获得海拔七八千米的山峰的高程和地理坐标数据,运用大地测量法、地面立体摄影测量法往往要攀登至五六千米高处进行作业才能得以实现,因此,高山测绘是一项艰苦和高危的事业,对这项事业有着执着的热爱和不畏艰险的奉献精神,才可能有所建树的。

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