給珠峰量『身高』

■操秀英 郭童

2020年珠穆朗瑪峰高程測量登山隊(duì)登頂成功，實(shí)現(xiàn)我國專業(yè)測繪人員首次登頂珠峰測高。攀登珠峰是勇敢者的挑戰(zhàn)，測量珠峰更是難上加難。為何攀登珠峰如此困難？為何要對這一難題發(fā)起攻堅(jiān)？測繪隊(duì)員又是怎么給珠峰量“身高”的？

嚴(yán)酷的登山環(huán)境

喜馬拉雅山脈高大而雄偉，聳立于青藏高原南緣。珠穆朗瑪峰是喜馬拉雅山脈的主峰，是世界第一高峰。隨著印度板塊與歐亞板塊持續(xù)碰撞，亞洲大陸內(nèi)部“世界第三極”青藏高原不斷隆升。青藏高原的形成是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，包括大洋俯沖，印度板塊和歐亞板塊之間相互碰撞，還有印度大陸板塊深俯沖?？梢哉f，青藏高原的隆升，見證了一個(gè)滄海桑田的劇變過程。

因?yàn)橹榉逦挥趤喼拗胁?，夏季主要受南亞季風(fēng)影響，冬季主要受西風(fēng)急流影響。兩個(gè)季節(jié)是交替影響的過程，所以珠峰氣候特征季節(jié)差異非常顯著，夏季溫暖，且降水較多；冬季寒冷干燥，且風(fēng)較大。峰頂最低溫度可達(dá)零下70攝氏度。高海拔、嚴(yán)寒、缺氧、雪崩、颶風(fēng)等使攀登珠峰無比困難，登山者稍不留神就會(huì)發(fā)生凍傷、摔傷，落下終身殘疾，甚至失去生命。登珠峰對人的體能、意志、毅力而言，都是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)。

珠峰的精確“身高”意義非凡

中華人民共和國成立以來，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，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。這一數(shù)據(jù)成為我國行政管理、新聞傳播、對外交流等活動(dòng)及公開出版的地圖和教材中使用的權(quán)威數(shù)據(jù)。

為何今年又對珠峰高程進(jìn)行復(fù)測？長期來看，珠峰以每年4.4毫米的速度緩慢升高，這就意味著10年會(huì)升高4厘米左右，30年升高13厘米多。如果珠峰高程的測量精度在10厘米左右，那么二三十年后，就需要重新測量珠峰高程了。短期來看，一次地震也可能影響珠峰的高程。

此次珠峰高程測量的核心目標(biāo)是精確測定珠峰高度，測量成果可用于地球動(dòng)力學(xué)板塊運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域研究。精確的峰頂雪深、氣象、風(fēng)速等數(shù)據(jù)，將為冰川監(jiān)測、生態(tài)環(huán)保等方面的研究提供第一手資料。

珠峰高程測量“三步走”

第一步是高精度的海拔高程起算面的確定。首先，將黃海高程基準(zhǔn)（中國海拔高程的起算面），從青島用水準(zhǔn)測量方法一步一步傳到珠峰地區(qū)；其次，進(jìn)行珠峰地區(qū)大量的前期和后續(xù)的測量工作，如在珠峰地區(qū)的GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）測量、水準(zhǔn)測量、重力測量等，精確地將這個(gè)海拔高程起算面延伸到珠峰下面。也就是說，先要知道珠峰的0米起點(diǎn)究竟在哪。

第二步是峰頂“會(huì)戰(zhàn)”測量。主要包括3項(xiàng)工作：通過高精度GNSS定位方法，測量出珠峰雪頂?shù)奈恢?；在海?000米左右，利用三角高程和交會(huì)方法，測量峰頂覘標(biāo)，確定珠峰高度；通過冰雪雷達(dá)探測儀，測量峰頂一定范圍內(nèi)雪面到巖石面的距離。

最后一步是珠峰海拔高確定。通過嚴(yán)密計(jì)算，將峰頂?shù)腉NSS測量成果、三角高程和交會(huì)測量成果歸算到海拔高，包括雪面高和巖面高。

在這個(gè)過程中，6個(gè)交會(huì)點(diǎn)的確定和在珠峰頂插上覘標(biāo)是關(guān)鍵步驟。交會(huì)測量是此次珠峰測量的重要內(nèi)容，交會(huì)點(diǎn)是實(shí)施交會(huì)測量的基礎(chǔ)，只有在交會(huì)點(diǎn)架設(shè)測量儀器，才能獲取交會(huì)點(diǎn)至峰頂覘標(biāo)的距離、角度等觀測數(shù)據(jù)，通過計(jì)算獲取珠峰的高程值。交會(huì)點(diǎn)必須與珠峰峰頂通視，不能受自然地物的阻擋。

當(dāng)精確高程傳遞至珠峰腳下的6個(gè)峰頂交會(huì)點(diǎn)時(shí)，將在珠峰之巔豎立測量覘標(biāo)。運(yùn)用“勾股定理”，推算出峰頂相對于這幾個(gè)點(diǎn)的高程差。這也是測繪隊(duì)員必須親手將覘標(biāo)插上珠峰的主要原因。

目前，珠峰高程測量已實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)大地測量技術(shù)到綜合現(xiàn)代大地測量技術(shù)的轉(zhuǎn)變。為了使測量數(shù)字更精準(zhǔn)，測量團(tuán)隊(duì)還會(huì)將雪深雷達(dá)、重力儀等儀器攜帶到峰頂，而這些儀器都需要專業(yè)測繪人員操作。2020年珠峰高程測量綜合應(yīng)用了多種技術(shù)手段，包括GNSS測量、冰雪探測雷達(dá)測量、重力測量、衛(wèi)星遙感等多種傳統(tǒng)和現(xiàn)代測量技術(shù)，最終公布的海拔高程，是對多種數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理的結(jié)果。