珠峰“身高”為何要算上幾個(gè)月

安利

8848.86米！這是珠穆朗瑪峰的新“身高”。

2020年12月8日，中國(guó)和尼泊爾兩國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人共同宣布珠穆朗瑪峰最新高度——8848.86米。這也意味著，15年前測(cè)量的8844.43米的珠峰“身高”成為歷史。

為何要一次又一次為珠峰量“身高”

說(shuō)到珠峰“身高”，許多人都會(huì)想到8848這個(gè)數(shù)字。這是在1975年，中國(guó)人首次將測(cè)量覘標(biāo)矗立于珠峰之巔，用傳統(tǒng)大地測(cè)量手段測(cè)得并為世界所公認(rèn)的珠峰（雪頂）海拔高度——8848.13米。

2005年，我國(guó)采用大地測(cè)量與衛(wèi)星測(cè)量結(jié)合的技術(shù)方法，并首次在峰頂利用雪深雷達(dá)測(cè)量冰雪厚度，測(cè)得珠峰（巖面）海拔高度為8844.43米。長(zhǎng)期來(lái)看，珠峰在以每年約4.4毫米的速度緩慢升高。

也許有人會(huì)說(shuō)：“一次又一次為珠峰量‘身高沒(méi)有必要，不就差幾厘米嗎？”其實(shí)不然。作為地殼運(yùn)動(dòng)活躍地區(qū)，珠峰高度的變化反映了印度洋板塊與歐亞板塊的強(qiáng)弱變化，而這種強(qiáng)弱變化是造成地震活動(dòng)的根源。尤其是2015年4月尼泊爾發(fā)生的里氏8.1級(jí)地震會(huì)對(duì)珠峰高度產(chǎn)生什么影響，科學(xué)界尚待定論。況且，測(cè)量珠峰不僅僅是測(cè)量高度，雪深、氣象和風(fēng)速等數(shù)據(jù)都將為冰川監(jiān)測(cè)、氣候變化、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面的研究提供一手資料。

珠峰的“身高”為何要從黃海算起

一個(gè)人的身高是他頭頂?shù)侥_底的距離，但要測(cè)量山峰的高度——在測(cè)量學(xué)中也叫高程，這個(gè)“落腳點(diǎn)”選在哪里，得有個(gè)統(tǒng)一的基準(zhǔn)。這就是海拔零點(diǎn)，又叫水準(zhǔn)零點(diǎn)。所以我們所說(shuō)的珠峰高度不是其實(shí)際高度，而稱為海拔高度或絕對(duì)高度。

由于地球并不是規(guī)則的球體，世界各地的海拔零點(diǎn)也有差異，世界各國(guó)大都選擇離自己最近的平均海平面，作為自己國(guó)家測(cè)算海拔高程的基準(zhǔn)點(diǎn)。在我國(guó)，則定為黃海的平均海平面。假想這個(gè)平面向大陸內(nèi)部延伸，一直延伸到珠峰下面，那么珠峰的高度便從這個(gè)面算起。又或者，通過(guò)重力測(cè)量把這個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的重力值“引”過(guò)來(lái)，同樣能在珠峰腳下找到這個(gè)起算面。當(dāng)然，在實(shí)際測(cè)量中，不必真的一步步跨越千山萬(wàn)水把這個(gè)平面從黃海延伸到珠峰，因?yàn)榛诖饲巴瓿傻膰?guó)家基準(zhǔn)項(xiàng)目，已經(jīng)獲得了西藏拉孜縣的精確海拔高度。這樣，只需完成最后500千米左右的“延伸”就可以了。

為什么需要人力登頂

現(xiàn)在的測(cè)繪技術(shù)和高科技裝備遠(yuǎn)非45年前可比，為什么還需要人力登頂實(shí)地測(cè)量呢？因?yàn)檫@是為了獲得精確的測(cè)量結(jié)果而必須采取的手段。

珠峰高程測(cè)量最大的困難在于峰頂?shù)臉O端環(huán)境，測(cè)量型無(wú)人機(jī)目前尚無(wú)法在這樣惡劣的環(huán)境下飛行，機(jī)器人也無(wú)法代替人工操作精密測(cè)量?jī)x器。衛(wèi)星遙感手段在高程方向的測(cè)量精度在2米左右，和大地測(cè)量厘米級(jí)精度要求相比差距較大，并且這種手段只能測(cè)出雪頂?shù)母叱?，而非?jīng)雪深雷達(dá)探測(cè)后得到的巖面高程。

還有，珠峰峰頂并不是一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)20多平方米的面，必須由人將覘標(biāo)帶上峰頂，才能確保目標(biāo)點(diǎn)一致，精確測(cè)得角度和距離。

珠峰“身高”為何要算上幾個(gè)月

如果說(shuō)確定海拔高程的起算面是珠峰測(cè)量的基礎(chǔ)，那么交會(huì)點(diǎn)的確定和在珠峰頂插上覘標(biāo)則是測(cè)量的關(guān)鍵步驟。

需要在海拔5200～6000米確定6個(gè)不受自然地物阻擋的與峰頂通視的交會(huì)點(diǎn)，并架設(shè)測(cè)量?jī)x器，獲取交會(huì)點(diǎn)至峰頂覘標(biāo)的距離、角度等觀測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)勾股定理推算出峰頂相對(duì)于這幾個(gè)點(diǎn)的高程差。再結(jié)合高精度Gnss（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）定位方法測(cè)量出的雪頂位置，以及雪深雷達(dá)測(cè)量出的峰頂一定范圍內(nèi)雪面到巖石面的距離，得出峰頂?shù)难┟娓吆蛶r面高。

這個(gè)計(jì)算不是簡(jiǎn)單地按幾下計(jì)算器，而是要經(jīng)過(guò)專業(yè)的數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜的針對(duì)各種誤差的改正計(jì)算，涉及Gnss控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、高程控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、峰頂交會(huì)數(shù)據(jù)處理、重力測(cè)量數(shù)據(jù)處理、雪深雷達(dá)測(cè)量數(shù)據(jù)處理、珠峰地區(qū)重力場(chǎng)及似大地水準(zhǔn)面精化7個(gè)領(lǐng)域。這也是珠峰高度不能很快公布的原因。

即將公布的珠峰“身高”會(huì)是有史以來(lái)最精確的

由于有了傳統(tǒng)大地測(cè)量方法與現(xiàn)代大地測(cè)量方法的“雙保險(xiǎn)”以及大量新技術(shù)的應(yīng)用，2020年珠峰高程測(cè)量將為我們提供一個(gè)有史以來(lái)精度最高的數(shù)值。

2005年珠峰高程測(cè)量時(shí)，Gnss定位主要依賴美國(guó)Gps系統(tǒng)，而2020年的珠峰高程測(cè)量將同時(shí)參考Gps、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯和中國(guó)北斗這四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，并以北斗數(shù)據(jù)為主。而且北斗系統(tǒng)不僅用于珠峰地區(qū)及外圍的控制測(cè)量，也將用于登頂后峰頂?shù)淖鴺?biāo)測(cè)量和雪深雷達(dá)探測(cè)。

科考人員還在珠峰北坡地區(qū)開展廣泛的高精度航空重力測(cè)量以及峰頂重力測(cè)量，并在靠近峰頂?shù)膮^(qū)域增加大量的地面重力加密測(cè)量。這是人類首次在珠峰地區(qū)開展重力測(cè)量，更會(huì)提升珠峰高程起算面的精度。