重啟珠峰“身高”測量
5月6日,海拔5200米的珠峰大本營迎來好天氣,天氣湛藍,能見度很高,能清晰地看到被積雪常年覆蓋的珠穆朗瑪峰。
這也是攀登珠峰的好時機。袁複棟把睡袋塞進裝滿行李的登山包,其餘(yu) 30多個(ge) 同伴也統一換上紅色的登山服,戴著帽子和太陽鏡,手持登山杖。下午1點半,大家來到空地集合,經過簡短的儀(yi) 式,30多人互相打氣,信心十足地排成一字型,朝著珠峰邁進。
他們(men) 並非普通的登山者,而是2020珠峰高程測量登山隊,由專(zhuan) 業(ye) 登山運動員和自然資源部第一大地測量隊(簡稱國測一大隊)的測繪人員構成。他們(men) 將攜帶GNSS(全球衛星導航係統)接收機、重力儀(yi) 、雪深雷達、氣象測量儀(yi) 器和覘標,前往珠峰峰頂,精確測定珠峰高度。
適合攀登珠峰的天氣窗口最好沒有大風和暴雪。根據當地天氣預報,5月有3個(ge) 窗口期。測量登山隊在5月6日這天出發,為(wei) 的是趕上12日的第一個(ge) 窗口期。按照計劃,他們(men) 6日會(hui) 抵達5800米營地,第二天到達6500米,休整兩(liang) 天後開始攻頂。
但計劃再周密,挑戰地球最高峰,還得“靠天吃飯”。僅(jin) 僅(jin) 過了一天,情況突變。5月8日,因為(wei) 天氣緣故,攀登路線上雪比較深,有流雪的危險,所有登山隊員不得不分批退回到珠峰大本營休整。這就意味著,珠峰高程測量隊登頂時間不得不延後。
目前所有隊員正等待下一個(ge) 窗口期到來。全世界也都在等待一個(ge) 新的珠峰高度。
給珠峰“量身高”
珠穆朗瑪峰位於(yu) 中國與(yu) 尼泊爾邊界的東(dong) 段,是世界上最高的山峰。過去數十年,珠峰被世界廣泛認同的海拔高度是8848米。2005年,原國家測繪局測得珠峰峰頂岩石麵海拔高程為(wei) 8844.43米。今年的測量,是繼1975年、2005年兩(liang) 次公布珠峰高度之後,中國測量登山隊再次開啟的測量珠峰高程行動。
“重測珠峰高程最主要有兩(liang) 個(ge) 原因,第一是珠峰高度一定發生了變化。第二,珠峰測量技術也有了大的飛躍,新技術可以明顯提升珠峰測量精度。”2020珠峰高程測量技術協調組組長、中國測繪科學研究院研究員黨(dang) 亞(ya) 民告訴《中國新聞周刊》。
黨(dang) 亞(ya) 民解釋,珠峰高度的變化分為(wei) 兩(liang) 種。長期看來,這座山脈仍然以每年4.4毫米的速度緩慢升高,這就意味著10年會(hui) 升高4厘米,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,那麽(me) 20~30年,就需要重新測量珠峰高度了。”
短期來看,一次地震也可能影響珠峰的高程。1934年發生在尼泊爾的地震,震中離珠峰隻有9.5公裏,影響顯著,第一高峰因此“矮”了約63厘米。2015年4月,尼泊爾又遭遇8.1級大地震,發生地點遠在200公裏以外。有學者利用衛星遙感數據研究珠峰高度,結果表明珠峰高度有一定程度的下降。但遙感手段監測珠峰高程變化精度低,精確測定珠峰高度,需要利用高精度的大地測量觀測手段來實現。
“目前2015年尼泊爾大地震(對珠峰高度)精確的影響還存在未知,作為(wei) 珠峰主權國之一,我們(men) 有責任和義(yi) 務把珠峰高程準確數據測出來,給世界一個(ge) 準確答案。”黨(dang) 亞(ya) 民說。
大地測量學家陳俊勇曾頗為(wei) 形象地描述測量珠峰的理由,“父母要定期給自己不斷成長的子女量量身高,是理所應當的。人類要不斷深入地認識自然,中國人要不斷深入地認識自己的國土。”
黨(dang) 亞(ya) 民還指出,此次珠峰高程測量不隻測出珠峰的最新高度,同時還在珠峰地區觀測了大量的用於(yu) 海拔高程“基準傳(chuan) 遞”的測量數據。這些數據成果還可用於(yu) 青藏地區地球動力學板塊運動、地震對珠峰的影響等領域研究。精確的峰頂雪深、氣象、風速和冰川監測等數據,將為(wei) 珠峰及其周邊地區的自然資源監測和生態環境保護等提供第一手資料。
攀登珠峰並非易事,此次路程被詳細劃分成6個(ge) 交匯點。按原計劃,5月6日,測量隊員從(cong) 珠峰大本營出發,途經絨布冰川和東(dong) 絨布冰川,抵達海拔5800米的中間營地宿營。再攀登700米,到達海拔6500米的前進營地。前進營地氧氣非常稀少,高原反應強烈,隊員們(men) 需要休整。接下來,測量隊要分別到達海拔7028米的一號營地,海拔7790米的二號營地,海拔8300米的三號營地,最後視天氣情況,擇機向珠峰頂峰發起衝(chong) 刺。
到了峰頂,留給測量登山隊的時間也並不充裕。2005年,時任國家測繪局局長陳邦柱曾提到,因為(wei) 峰頂的氣候和惡劣的自然條件,登山隊員停留的時間不能超過2個(ge) 小時。當年,他們(men) 在峰頂完成測量數據的采集、覘標的豎立、冰雪雷達對雪深的掃描工作,一共停留了接近2個(ge) 小時,真正采集測量數據,隻花了40分鍾。
近日,因為(wei) 天氣原因,登頂時間將比原定的5月12日至14日延後。但登山的準備工作並未停止。據報道,按計劃,5月11日,修路隊員將把路繩鋪設至海拔8600米左右的位置,並返回海拔8300米的突擊營地。5月12日,在天氣允許的情況下,修路隊員將修通頂峰的路線。與(yu) 此同時,12名向導將從(cong) 海拔7028米一號營地出發,把物資運輸至突擊營地,並做好修路隊員的接應工作。
國際競賽
此前,中國測繪工作者已經對珠峰進行了6次大規模的測繪和科考。除了中國外,其他國家也從(cong) 未停止對世界第一高峰的探索,曾多次組織測量珠峰的高度。
1856年,英國測量師喬(qiao) 治·埃弗勒斯爵士率領團隊,打破珠峰的神秘麵紗,首次公布了珠峰的海拔為(wei) 8840米。
進入20世紀,珠峰高程測量引發了更多國家的興(xing) 趣。1954年,印度人登頂,測算出8848米的高度。1966年和1968年,中國曾兩(liang) 次組隊對珠峰高程進行測量,但均未對外公布結果。1975年,國測一大隊在第三次測量珠峰高程時,計算出珠峰峰頂海拔高程為(wei) 8848.13米。這與(yu) 印度計算的數據相差無幾,兩(liang) 者均測的是珠峰峰頂的雪麵高程。
1992年,意大利科學家和登山家來到中國,測得珠峰高程為(wei) 8846.50米。而1999年,在美國國家地理學會(hui) 的支持下,一個(ge) 美國珠峰探險團隊將GPS裝置固定在最高的基岩上,計算出珠穆朗瑪峰的高度為(wei) 8850米,世界最高峰又長高了幾米。
最近一次測量是在2005年,中國測得珠峰的岩石麵高度為(wei) 8844.43米,得到聯合國教科文組織的承認。
但是截至目前,國際上對珠峰高度依然莫衷一是。珠峰另一麵的尼泊爾,隻認同珠峰高度為(wei) 8848米,該數據由印度在1954年測得。
《紐約時報》曾報道稱,地質學家在如何計算山的高度上持不同意見:山頂的積雪應該包括在內(nei) 嗎?或者測量時是否應該鑽探到山峰的基岩?
尼泊爾選擇了前者。眾(zhong) 所周知,攀登珠峰可以從(cong) 中國境內(nei) 的北坡攀爬或者從(cong) 尼泊爾境內(nei) 的南坡攀爬。攀登珠峰早已在尼泊爾形成了完整的產(chan) 業(ye) 鏈,《中國新聞周刊》曾報道,2019年,尼泊爾政府針對普通登山者簽發了381張登山許可證,每張登山許可證能為(wei) 尼泊爾帶來1.1萬(wan) 美元的收入。《紐約時報》指出,“在山頂證書(shu) 上多出的那幾英尺,足以讓一些登山者轉換路線,選擇從(cong) 尼泊爾登山和花錢。”
尼泊爾並非沒有自主測量過珠峰的高程。據新華社報道,2019年4月,4名尼泊爾測量人員組成的團隊離開加德滿都,前往珠穆朗瑪峰南坡大本營,開始自主測量珠峰高度,至今,尼泊爾尚未公布新的數據。
與(yu) 尼泊爾不同,2005年以來,中國選擇將岩麵高度作為(wei) 測量點。“測雪麵高的誤差太大,一年四季變化太厲害。風一吹雪跑了,太陽一曬冰化了,高度就會(hui) 降低。測量的時間不一樣,測量的結果肯定就不會(hui) 一樣。而且很難說誰對誰錯。而岩麵高每年隻變化4毫米。如果兩(liang) 次測量高程時間間隔5年,高程最多差2厘米,如果差多了,就說明肯定有一個(ge) 測錯了。”黨(dang) 亞(ya) 民向《中國新聞周刊》解釋。
此次的珠峰高程測量,也與(yu) 中尼合作相關(guan) 。2019年10月12日至13日,中共中央總書(shu) 記、國家主席習(xi) 近平對尼泊爾進行國事訪問期間,兩(liang) 國發布了《聯合聲明》,其中提出:雙方將共同宣布珠峰高程並開展科研合作。為(wei) 落實《聯合聲明》,自然資源部會(hui) 同外交部、國家體(ti) 育總局和西藏自治區政府組織了2020珠峰高程測量工作。
為(wei) 何必須登頂測量?
通往珠峰峰頂的路險象環生,組織者投入巨大的人力、物力和財力,最終靠測量登山隊員登頂完成測量。為(wei) 什麽(me) 大眾(zhong) 熟知的衛星遙感影像或者GPS定位係統等技術無法直接測量珠峰高度?
黨(dang) 亞(ya) 民解釋,衛星遙感影像主要用於(yu) 地表檢測,目前在高程方向的精度大約2米,測量精度和大地測量技術的厘米級相比,有較大差距。另外,衛星遙感影像就隻能測到雪麵高度,如果沒有人到達峰頂測量雪深,就不會(hui) 有更準確的結果。
飛機測量也不可行。如果乘坐直升機直接登頂,8000多米的珠峰頂作業(ye) 對飛機要求極高,峰頂地方小,直升機無法降落,在運動中放下測量人員和設備,直升機的螺旋槳引起的風,有可能引起雪崩。另外,專(zhuan) 家指出,珠峰峰頂氣流不穩定、多大風、氣溫低,測量型無人機無法在峰頂飛行,也沒有機器人頂峰作業(ye) 的經曆。
中國曾兩(liang) 次公布珠峰的高程。當時測高主要有兩(liang) 種方法:第一是傳(chuan) 統的經典測量方法,以三角高程測量方法為(wei) 基礎,配合水準測量、三角測量、導線測量等方式,獲得的數據進行重力、大氣等多方麵改正計算,最終得到珠峰高程的有效數據。第二種,是2005年首次使用的GPS衛星大地測量法,首先要建立一個(ge) 能與(yu) 地球形狀最大程度契合的參考橢球,通過衛星用GPS儀(yi) 器獲得珠峰相對於(yu) 這個(ge) 地球參考橢球的準確的三維坐標。隻要確定了參考橢球與(yu) 真實地球在珠峰最高點上的高程差,就能夠得到珠峰準確的高程。而GPS測量的前提,也是有人將GPS接收器放置在峰頂。
2020年珠峰高程測量,官方公布,將綜合運用GNSS(全球導航衛星係統)衛星測量、精密水準測量、光電測距、雪深雷達測量、重力測量、天文測量、衛星遙感、似大地水準麵精化等多種傳(chuan) 統和現代測繪技術。
設備國產(chan) 化,是此次中國測量珠峰高程的亮點之一。“除了航空重力測量外,其餘(yu) 仍然使用的是2005年的技術,隻是這次用了很多國產(chan) 的設備。”黨(dang) 亞(ya) 民告訴《中國新聞周刊》。
全球導航衛星係統衛星測量並非一個(ge) 單獨的係統,而是由北鬥(中國)、GPS(美國)、GLONASS(俄羅斯)、Galileo(歐盟)四大係統組成。“2005年時,GNSS衛星測量主要依賴GPS。今年,我們(men) 將同時參考四大全球導航衛星係統,並且會(hui) 以北鬥的數據為(wei) 主。”國測一大隊隊長李國鵬在2020珠峰高程測量首場新聞發布會(hui) 上介紹。這也是北鬥係統首次在珠峰高程測量項目中應用。
首次使用航空重力測量技術,是另一個(ge) 新變化。“這是一次重大的進步,在珠峰開展航空重力測量,根據我們(men) 前麵的計算,測算精度大概能提高30%—40%左右。”黨(dang) 亞(ya) 民介紹。
“我們(men) 眼睛看到的珠峰高度,並非它真實的身高。”2005年珠峰測量行動總指揮張燕平等人當時接受采訪時曾提到,“因為(wei) 地球是橢圓的,你的視線的起點是你腳下的那一點,而不是珠峰腳下的那一點,因此你看到的珠峰要比其真實高度低一些。”因此,精確珠峰高程,要先找出珠峰腳下的海拔零點。
國內(nei) 規定,以山東(dong) 青島驗潮站的黃海平均海水麵作為(wei) 計算陸地海拔高度的起算麵。“大家可以想象一個(ge) 海平麵,它是曲麵,麵上的所有重力值相等,這就是海拔高起算麵。青島高程零點(水準原點)所在的麵有一個(ge) 重力值,隻要在珠峰下麵找到這個(ge) 重力值,就能找到起算麵。”黨(dang) 亞(ya) 民解釋,航空重力測量資料,可以幫助我們(men) 更準確的找出這個(ge) 珠峰下麵的海拔高程起算麵。
航空測量優(you) 勢明顯,但是飛機飛行難度太大,起初一度被否決(jue) 。黨(dang) 亞(ya) 民介紹,去年,中國測繪科學研究院牽頭製定珠峰高程測量技術方案時,谘詢過飛行公司和專(zhuan) 家,大家都給了否定的答案。航空重力測量,更適合在低海拔地區、平原地區測量,在山地,正常情況的飛行高度在9000米以下,最高也可以飛到1萬(wan) 米,但是難度非常大,需要反複進行技術論證。
“珠峰高度超過8800米,飛機在高出200米的地方飛行,非常危險。中國境內(nei) 珠峰北坡的地形複雜,氣候也不穩定,一些有飛行經驗的人士判斷,這樣飛行非常危險,甚至飛機會(hui) 掉下去,這個(ge) 地方不能飛。”黨(dang) 亞(ya) 民介紹。
提議被否決(jue) 後,黨(dang) 亞(ya) 民團隊仍然不甘心,一次偶然機會(hui) ,他們(men) 得知中國自然資源航空物探遙感中心可以做到,花了半年時間合作製定詳細的技術方案,並請了兩(liang) 位院士評審,最終納入了此次珠峰高程測量的方案當中。
和以往不同,李國鵬在登山隊出發儀(yi) 式上提到,大量前期準備工作確保了此次珠峰高程測量任務能夠按計劃進行,今年將力爭(zheng) 實現測繪隊員與(yu) 登山隊員首次一同登頂。
如果測量登山隊順利登頂,想要知道珠峰高度是否變化,仍然需要耐心等待。黨(dang) 亞(ya) 民介紹,數據測量後,2~3個(ge) 月後才能公布最後的結果。
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