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珠峰“身高”為什么算了這么久?楊元喜院士告訴你

發(fā)布時間:2020-12-10 15:57

          攀登世界海拔最高的珠穆朗瑪峰是勇敢者的挑戰(zhàn),測量珠峰更是難上加難。2020年5月27日,中國人又一次登上珠峰峰頂。“世界高度”的新答案備受期待。

          12月8日,珠峰的最新“身高”公布——8848.86米。

          珠峰最新“身高”是怎么測出來的?為什么要一次又一次地測量珠峰?測量成功后到公布結(jié)果期間都做了哪些工作?珠峰測量成果和數(shù)據(jù)有怎樣的價值?帶著這些問題新華網(wǎng)記者獨(dú)家連線了中國科學(xué)院院士、大地測量學(xué)家楊元喜。


           公布珠峰的新“身高”有怎樣的意義?

           楊元喜:珠峰是中國和尼泊爾交界的一個峰,兩國領(lǐng)導(dǎo)人共同宣布珠穆朗瑪峰的高程,對建立兩國之間的友誼、加深兩國測量科學(xué)家的合作是有重大意義的。


喜馬拉雅山脈是如何形成的。圖片來源:《珠峰簡史》


          另外,珠穆朗瑪峰也是印度板塊向歐亞板塊俯沖的一個聚集地,珠穆朗瑪峰高程的不斷變化,體現(xiàn)的是印度板塊向歐亞板塊下面俯沖造成了高度的隆升,甚至還有走滑、平移和旋轉(zhuǎn),它對科學(xué)研究整個地質(zhì)的變化,乃至未來災(zāi)害的預(yù)測、氣候的變化都具有重要的科學(xué)意義。

          與前兩次的測量相比,今年珠峰測高有何不同?

          楊元喜:第一次測量是量的雪面高程,是用三角高程測的。第二次測量是用GPS測的,而且是用雷達(dá)測雪深的方式,把雪面厚度減掉了。這次雪頂?shù)母叱毯脱┫碌母叱潭加袦y量,登頂測量的設(shè)備跟以前也不一樣,測量的結(jié)果非常豐富,比以往任何一次都豐富得多得多。采用了三角高程測量、GPS高程測量、還采用了北斗高程測量、重力測量、航空重力測量等等,通過不同的方式來校核珠穆朗瑪峰的高程。一是,為了精準(zhǔn);二是,大家都知道,登珠穆朗瑪峰是極其困難的,我們希望一次成功,讓這一次登頂測量測繪豐富一點(diǎn),所以我們采用了冗余手段的測量。單一手段測量可能會有系統(tǒng)誤差,我們用多種手段進(jìn)行校核測量,進(jìn)行綜合的數(shù)據(jù)處理,會得出更加精準(zhǔn)的珠穆朗瑪峰的高程。

          珠峰測量到現(xiàn)在才公布結(jié)果,為什么需要這么久?

          楊元喜:有兩個基本點(diǎn),第一,中國和尼泊爾兩國要得出一個統(tǒng)一的高程。所以兩家都需要進(jìn)行計(jì)算核算。第二,在確定這個高程基準(zhǔn)的時候,大家知道我們中國是以黃海的平均海平面作為中國高程的基準(zhǔn),尼泊爾是用印度洋的平均海平面作為尼泊爾的高程基準(zhǔn),是用尼泊爾的高程基準(zhǔn)呢?還是用中國的高程基準(zhǔn)呢?所以我們經(jīng)過討論,能不能采用全球高程基準(zhǔn),相當(dāng)于在同一個起算點(diǎn)上、同一個起算面上來計(jì)算高程,這樣對于雙方都更合理。


          全球基準(zhǔn)是全球海平面的平均高程基準(zhǔn),是經(jīng)過全球各個國家的驗(yàn)潮站和重力測量計(jì)算(得到)的一個等位的大地水準(zhǔn)面,平均大地水準(zhǔn)面作為全球的高程基準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)身高是全球科學(xué)家都可以共同參考的,因?yàn)橹挥幸粋€全球高程基準(zhǔn),在高程測量方面,大家就有共同的語言、共同的基點(diǎn)、共同的起算面。

           這段時間要對各種高程進(jìn)行歸算。不僅如此,因?yàn)榄h(huán)境太惡劣了,對各種手段的觀測量、質(zhì)量進(jìn)行各種檢核、校核、各種演算、各種歸算,到最后再融合生成一個統(tǒng)一的珠穆朗瑪峰的海拔高程。這是一個復(fù)雜的計(jì)算、校核、驗(yàn)證、歸算的過程。

          珠峰長高了意味著什么?

          楊元喜:從理論上來講,升高了就表明印度板塊向歐亞板塊的俯沖仍然是持續(xù)地。如果它上升的速率比較高,就是它的俯沖速率也是快的。如果上升的高程這么多年比較平緩,這表明這兩個板塊的碰撞不像以前那么劇烈了,科學(xué)上可以給出一定的解釋。

          珠峰“身高”變化對于人類會有什么影響嗎?

          楊元喜:對咱們目前的生活沒有顯著影響,因?yàn)槲覀冎袊畹倪@個板塊每一天都在變化,但是它是個相對變化,你變我也在變,我們在同一個板塊上漂著,你是沒有感覺的。但冰蓋的厚度不斷地變化,這是我們科學(xué)家特別關(guān)注的問題,因?yàn)楸w的厚度有兩個核心要素,第一個是下雪量,第二是溫度的升高,這對氣候科學(xué)家來說就是一個非常重要的信息。

          我們應(yīng)該多久量一次珠峰的“身高”?

          楊元喜:如果是為了科學(xué)去量它的身高,每一年同一個時間點(diǎn)、同一個空間點(diǎn)去測量,用同樣的裝備去測量,基于同樣的高程起算面,這樣量出來的才是最嚴(yán)格、最科學(xué)的??墒谴蠹蚁胍幌?,這多難啊,這幾乎很難實(shí)現(xiàn)。

          2020珠峰高程測量登山隊(duì)隊(duì)員在珠穆朗瑪峰峰頂開展測量工作(5月27日攝)。新華社特約記者 扎西次仁 攝

          珠峰高程測量歷程:新中國成立以來,我國測繪工作者已對珠峰進(jìn)行過6次大規(guī)模的測繪和科考工作,并先后于1975年和2005年兩次成功測定并公布珠峰高程。


1975年,我國首次將測量覘標(biāo)矗立于珠峰之巔,精確測得珠峰海拔高程為8848.13米。

          2005年珠峰高程復(fù)測,我國測量隊(duì)采用了傳統(tǒng)大地測量與衛(wèi)星測量結(jié)合的技術(shù)方法,并首次在珠峰峰頂測量中利用冰雪雷達(dá)探測儀測量冰雪厚度,經(jīng)過嚴(yán)密計(jì)算,測得珠峰頂巖石面海拔高程8844.43米。

          今年量“身高”的特殊意義:2020年是人類首次從北坡成功登頂珠峰60周年、中國首次精確測定并公布珠峰高程45周年,開展此次珠峰高程測量具有重要的歷史意義。

          精準(zhǔn)測量難度大的原因:珠峰峰頂并不是一個點(diǎn),而是一個20多平方米的平面。從山腳下的各觀測點(diǎn)瞄準(zhǔn)峰頂測量,目標(biāo)點(diǎn)難以一致。2020年珠峰高程測量綜合運(yùn)用了GNSS衛(wèi)星測量、雪深雷達(dá)測量、重力測量、天文測量、衛(wèi)星遙感等多種技術(shù)。

          珠峰高程測量創(chuàng)記錄:在登頂測量中,為保證數(shù)據(jù)收集質(zhì)量,8名測量登山隊(duì)隊(duì)員在珠峰峰頂停留150分鐘,創(chuàng)中國人在珠峰峰頂停留時長紀(jì)錄。


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