珠穆朗瑪峰之煊赫輝煌,不僅因其博大,尤在高峻。作為地球之巔,珠穆朗瑪峰的準(zhǔn)確高度,素為世人矚目。人類對珠峰的認(rèn)識,最初就是從測量其高度開始的。人類認(rèn)知珠峰的歷史,從某種意義上說就是一部測繪史。
大清康熙五十八年(1718年),一幅與眾不同的巨型地圖平鋪在紫禁城太和殿的青磚地上。已屆遲暮之年的清圣祖康熙皇帝望著這幅經(jīng)過多年測量才繪制成的《皇輿全覽圖》,心中感慨萬千。那時的康熙皇帝并不知道,正是這幅地圖,悄悄揭開了人類測量“地球之巔”的歷史。
此前4年,即公元1714年,兩名掌握世界最先進(jìn)測繪技術(shù)的中國人——清朝理藩院主事勝住、喇嘛楚爾沁藏布·蘭木占巴受中央政府的委派,對廣大的西藏地區(qū)進(jìn)行勘測,繪制《皇輿全覽圖》西藏分圖。他們跋山涉水,歷盡艱險(xiǎn),直接深入到珠穆朗瑪峰下,對它的位置和高度進(jìn)行過初步的測量,并在繪制成的《皇輿全覽圖》上明確標(biāo)上了珠穆朗瑪峰的位置和名稱。這是人類第一次測繪珠峰,盡管對于其高程并沒有得出明確的結(jié)果。
19世紀(jì)中葉,統(tǒng)治印度的英國人開始測量喜馬拉雅山,由于他們是在印度平原遙測的,并未進(jìn)入我國西藏和尼泊爾,從而對這些高峰的名稱也一概不知。當(dāng)時的印度測量局,于1852年對西藏邊界地區(qū)進(jìn)行了測量,首次用大地測量的方法測出了珠穆朗瑪峰高度為8840米。
300多年來,人類對于珠峰高程的測量一發(fā)而不可收。隨著科學(xué)水平不斷提高,技術(shù)手段不斷更新,各國的科學(xué)家們熱衷于測量珠峰高度,并進(jìn)行了大大小小數(shù)十次的測量。直到現(xiàn)在,測量珠峰的熱潮仍然沒有減退。
新中國成立不久,中央人民政府就提出要“精確測量珠峰高度,繪制珠峰地區(qū)地形圖”,并將其列入新中國最有科學(xué)價(jià)值和國際意義的“填空”項(xiàng)目之一,交由國家有關(guān)部委來論證實(shí)施。
1949年,我國草測的珠峰地區(qū)地形圖標(biāo)記了珠峰的位置和地形。1958-1960年,在珠峰登山科考活動中,測繪工作者們在絨布寺河谷開闊地段丈量基線,用水銀氣壓計(jì)測定基線端丘高程并進(jìn)行了天文觀測,從而獲得珠峰的高度為8882米。問題是這個高度是不太準(zhǔn)確的,水銀氣壓計(jì)測量時會存在較大的誤差。
1966-1968年,由中國科學(xué)院組織全國23個科研單位、高等院校和產(chǎn)業(yè)部門,將近30個學(xué)科的100多名科學(xué)工作者,組成了大規(guī)模的綜合科學(xué)考察隊(duì),其中包括國家測繪總局派出的小分隊(duì),在雅魯藏布江以南,東起東亞,西至吉隆,方圓5萬多平方千米、海拔最高達(dá)7000多米的珠穆朗瑪峰地區(qū)進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的綜合科學(xué)考察。
在這個過程中,中國科學(xué)院跟國家測繪總局合作,在1966年和1968年兩次組隊(duì),在珠穆朗瑪峰地區(qū)建立了高水平、高質(zhì)量的測量控制網(wǎng),開展了天文、重力、三角、水準(zhǔn)、物理測距、折光試驗(yàn)等測量工作,并第一次對珠峰高程進(jìn)行了測定。
1966年、1968年對珠峰峰頂?shù)臏y量,獲得完整的測量數(shù)據(jù),經(jīng)過室內(nèi)計(jì)算和各種改正,求得中國第一次從北坡測得的珠峰海拔高程。但這兩次測量未在峰頂樹立測量覘標(biāo),也未測量峰頂冰雪厚度,高程未公布。
1975年3-5月,由國家測繪總局與總參測繪局共同組建測繪分隊(duì),在登山隊(duì)的協(xié)助下,對珠穆朗瑪峰高程再次進(jìn)行測量,這次測量是在1966-1968年測定的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)測,以提高珠峰高程精度。
1974年底中央批準(zhǔn)再測珠峰,1975年初組建49人構(gòu)成的測量分隊(duì),包括38名測繪官兵和11名地方測繪工作者,另有民工25人。2月,測量分隊(duì)出發(fā)赴珠峰地區(qū)作業(yè)。3月21日,趕在登山隊(duì)員攀登珠峰之前,從絨布寺大本營出發(fā),把大地控制網(wǎng)推向珠峰北麓的東絨布、中絨布和西絨布3條大冰川。4月初,組建北坳觀測組,執(zhí)行重力測量工作。4月8日,陳順斌、王玉琨、吳泉源、郁期青、普布、徐東升、大扎西7人,登上了7007米的“天險(xiǎn)”北坳,夜間冒著零下三四十度的嚴(yán)寒、冰裂和雪崩的危險(xiǎn),進(jìn)行重力測量,完成了海拔7050米處的重力測量和航測刺點(diǎn)。
5月27日清晨,登山隊(duì)員向珠峰發(fā)起最后的沖刺。14點(diǎn)30分,潘多、索南羅布、羅則、侯生福、大平措、貢格巴桑、次仁多吉、桑珠、阿布?xì)J從珠峰北坡成功登上地球之巔,五星紅旗在珠峰絕頂處高高飄揚(yáng)。高3米的紅色測量覘標(biāo)被牢固地樹立在地球之巔,為測量珠峰的高度提供了瞄準(zhǔn)點(diǎn)。
5月29日在 9個測站上完成交會觀測,觀測夾角 75°,距珠峰最近離 8.5千米;最高測站 6242米高;同時完成重力加密11點(diǎn),天文觀測3點(diǎn),水準(zhǔn)觀測 100千米,并完成制圖調(diào)繪工作。6月13日完成計(jì)算,7月13日發(fā)布成果。此次測量珠峰在1966年、1968年兩次測量的基礎(chǔ)上,綜合利用三角、導(dǎo)線、水準(zhǔn)、天文、重力、三角高程、天文水準(zhǔn)測量及溫度垂直梯度測量方法,沿東絨布冰川布設(shè)三等三角鎖,增測3個三角點(diǎn),鎖端點(diǎn)測天文方位角,沿西絨布冰川布設(shè)三等導(dǎo)線,增測5個導(dǎo)線點(diǎn),端點(diǎn)測天文方位角;在東、中、西絨布冰川均勻測量4個天文點(diǎn)和一個天文方位角;在一些三角點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)和營地測量17個重力點(diǎn);復(fù)測已測的二等水準(zhǔn)路線,將原四等改測為二等精度,復(fù)測、改測水準(zhǔn)路線共74.6千米;進(jìn)行了高空和地面溫度、氣壓測定。
1975年7月23日,中國政府授權(quán)新華社向全世界宣布:我國測繪工作者精確測得世界最高峰珠穆朗瑪峰的海拔高程為8848.13米。這一精確數(shù)據(jù),是我國測繪工作者在距珠峰峰頂7千米至 20千米、海拔5600米至6300米的10個三角點(diǎn)上交會觀測,并取得完整的珠峰平面位置和高程的測量數(shù)據(jù)后,依據(jù)青島黃海驗(yàn)潮站建立的水平原點(diǎn),經(jīng)過理論研究、嚴(yán)密計(jì)算和反復(fù)驗(yàn)證,扣除了峰頂積雪深度后得出來的。它的最大正負(fù)誤差小于0.36米。這一數(shù)據(jù)得到了全世界的認(rèn)可。1975年6月28日,鄧小平、李先念等在首都體育館親切接見了珠峰登山和測量隊(duì)員。
此后,各國科學(xué)家又先后對珠峰進(jìn)行過10多次測量。
1987年,意大利人阿迪托·德希奧,采用全球定位系統(tǒng)技術(shù)求得珠穆朗瑪峰高 8872米。1992年5月和9月間,美國、意大利分別采用全球定位系統(tǒng)技術(shù)和光電測距儀技術(shù),測定珠穆朗瑪峰高程數(shù)據(jù)為8846.10米。
1992年9-10月,中國測繪工作者同意大利登山隊(duì)科研合作對珠穆朗瑪峰的高程進(jìn)行了復(fù)測,這次行動開展了平面控制測量、水準(zhǔn)測量、天文重力測量,珠峰交會測量在大本營、Ⅲ7點(diǎn)和珠穆朗瑪峰峰頂用GPS接收機(jī)同步進(jìn)行了GPS測量。
國家測繪局第一大地測量隊(duì)第三次接受了重測珠穆朗瑪峰高程的艱巨任務(wù),水準(zhǔn)、天文、重力三個小組奔赴珠峰。他們將用先進(jìn)的大地測量技術(shù)(包括水準(zhǔn)測量、天文測量、重力測量、三角導(dǎo)線測量、GPS測量和激光測距、電磁波測距)測量珠峰。在這次測繪中,他們創(chuàng)造了幾項(xiàng)新的紀(jì)錄:第一次將水準(zhǔn)基本點(diǎn)埋設(shè)在珠穆朗瑪峰的腳下;第一次將一束束激光射向了地球之巔,直接測出數(shù)據(jù);第一次將全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS接收機(jī)用于對珠峰的測繪。這次測定的珠峰峰頂雪面海拔高程為8848.82米。
自1995年開始,在中國測繪工作者的配合與協(xié)助下,美國登山俱樂部為進(jìn)行“珠峰千年探險(xiǎn)”相繼共派出4批登山隊(duì)員登上珠峰,在不同位置放置了測量儀器、傳感器等,收集有關(guān)資料和數(shù)據(jù)。
1998年中國測繪工作者同美國登山隊(duì)合作,對珠穆朗瑪峰的高程又進(jìn)行過一次復(fù)測,開展了平面控制測量、水準(zhǔn)測量、天文重力測量、GPS 聯(lián)測。此次的珠峰交會測量,由于美國登山隊(duì)登頂失敗未能進(jìn)行覘標(biāo)交會,只采用常規(guī)三角測量方法對珠峰峰頂進(jìn)行了交會。這次測量的平面控制測量,在珠峰鄰近區(qū)域布設(shè)了14個點(diǎn)構(gòu)成的GPS網(wǎng)。
1999年5月5日,兩位美國登山家比爾克勞斯和皮特·亞山在5名藏族登山者的協(xié)助下,成功登上珠峰峰頂。他們在峰頂上停留了兩個小時,并用了近1個小時利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)。此后,美國科羅拉多大學(xué)科學(xué)家根據(jù)測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,得出測量高程結(jié)果為8849.87米。
2005年2月,中國啟動新一輪珠峰高程測量。國家測繪局再次組織開展對珠穆朗瑪峰高程測量,在西藏登山協(xié)會的協(xié)助下,首次由專業(yè)測繪人員和專業(yè)登山人員合作,攜帶測繪儀器、測量覘標(biāo),登上珠峰峰頂進(jìn)行觀測,以求精確測得高程數(shù)據(jù)。
這次復(fù)測珠峰高程,在珠峰地區(qū)做了大量的基礎(chǔ)測繪工作,用幾何水準(zhǔn)測量從拉孜起測,經(jīng)過近500千米的路程通過4條水準(zhǔn)路線,逐段地推進(jìn)到珠峰腳下,并連測至交會珠峰的6個觀測點(diǎn)上,確保了觀測點(diǎn)的高程精度(觀測點(diǎn)的高程5200~6300米),同時在青藏高原和珠峰地區(qū)選擇30個點(diǎn),構(gòu)建GPS控制網(wǎng),進(jìn)行GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)同步觀測。這些觀測數(shù)據(jù)不僅對精確測量珠峰高程起到重要作用,而且對研究珠峰地區(qū)和青藏高原地區(qū)地殼運(yùn)動變化的細(xì)節(jié)提供重要資料。
此次珠峰高程復(fù)測既采用傳統(tǒng)經(jīng)典的測量方法,又采用現(xiàn)代先進(jìn)的測量技術(shù),兩者同時進(jìn)行,測量專業(yè)人員在登山隊(duì)員的協(xié)助下,攜帶雙頻GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位儀和冰雪雷達(dá)探測儀登頂,在珠峰峰頂進(jìn)行GPS實(shí)測和探測峰頂?shù)谋┥疃龋状谓议_峰頂神秘的冰雪厚度,同時在峰頂上豎立了用航天材料特制的2.5米高的紅色覘標(biāo),作為6個觀測站交會珠峰峰頂?shù)恼諟?zhǔn)目標(biāo)。這次采用的現(xiàn)代測量手段和比較完善的實(shí)施方案,對提高珠峰高程測量精度十分有利。
從2005年3月起開始實(shí)施的這一行動,由國家測繪局組織50余名測量人員,克服環(huán)境、氣候惡劣等重重困難,在珠穆朗瑪峰地區(qū)開展了三角測量、水準(zhǔn)測量、重力測量、全球衛(wèi)星定位測量,并在珠穆朗瑪峰峰頂進(jìn)行雪深雷達(dá)測量。
2005年5月22日上午11點(diǎn)零8分,中國登山測量隊(duì)員成功登頂珠峰,并在珠峰頂啟動峰頂雪深雷達(dá)探測儀,開始探測珠峰頂峰的冰雪厚度。這也是我國首次在珠峰高程測量中嘗試測量峰頂冰雪高度。11點(diǎn)38分49秒,冰雪雷達(dá)探測儀開始工作,12點(diǎn)18分24秒結(jié)束,有效記錄數(shù)據(jù)38分55秒。裝載著寶貴數(shù)據(jù)的珠峰峰頂測量的關(guān)鍵設(shè)備GPS接收機(jī)和雪深探測雷達(dá),經(jīng)過37小時不間斷的傳遞,于5月24日凌晨送達(dá)珠峰大本營測量營地。經(jīng)過技術(shù)人員對雪深探測雷達(dá)數(shù)據(jù)緊張的計(jì)算、處理,終于獲得了珠峰峰頂冰雪深度為3.50米,珠峰峰頂“冰雪鎧甲”的謎團(tuán)由此破解。
2005年10月9日,經(jīng)國務(wù)院審批,國家測繪局向全世界公布了2005珠峰高程測量成果:珠穆朗瑪峰峰頂巖石面海拔高程為8844.43米。同時公布2005珠穆朗瑪峰高程測量有關(guān)參數(shù):珠穆朗瑪峰峰頂巖石面高程測量精度±0.21米;峰頂冰雪深度3.50米。此后,這個新的測量高度成為中國行政管理、新聞傳播、對外交流等對社會公眾有影響的活動及公開出版的地圖和教材中使用的新數(shù)據(jù)。原1975年公布的珠峰高程數(shù)據(jù)停止使用。
為什么要為測量一座山的高度花費(fèi)這么多的時間?如此大動干戈,耗費(fèi)人力、物力、財(cái)力,值得嗎?
在測量專家看來,重新精確測定珠峰高程,是測繪工作者面臨的一項(xiàng)迫切而重要的歷史任務(wù),也是一件政府行為的重大事件。
珠峰高程的精確測定,可以結(jié)束國際上珠峰高程不統(tǒng)一的混亂局面,為世界地球科學(xué)研究做出貢獻(xiàn),其社會效益和科學(xué)意義是十分巨大的。同時,隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步,如GPS技術(shù)、雷達(dá)測深技術(shù)、大地水準(zhǔn)面精化、絕對重力測量技術(shù)、氣象探測技術(shù)、登山裝備技術(shù)及地學(xué)理論方法的完善,為更加精確的測量珠峰高程創(chuàng)造了必要的條件。