怎樣給珠峰量“身高”

　　珠穆朗瑪峰是世界第一高峰，珠峰海拔高程測量一直是人們(men) 關(guan) 注的熱點之一。“高程”，指的是測定點在起算麵以上的垂直高度。起算麵不同，得到的高程值自然不同。好比給一個(ge) 物體(ti) 量“身高”，從(cong) 哪裏算起，會(hui) 直接影響最終的測量結果。處於(yu) 印度板塊和歐亞(ya) 板塊交界地的珠峰，其“身高”變化是印度板塊向歐亞(ya) 板塊的俯衝(chong) 引起地殼變化的結果。測量珠峰的海拔高程，對研究地質變化乃至預測自然災害、氣候變化等，都具有重要的科學意義(yi) 。

　　迄今為(wei) 止，我國對珠峰一共進行了3次獨立登頂測量。1975年，測得珠峰高程8848.13米（扣除積雪厚度0.92米）；2005年，測得珠峰高程8844.43米（扣除積雪厚度3.5米）；2020年，我國與(yu) 尼泊爾大地測量工作者分別進行了珠峰高程測量，經過聯合數據處理，測得珠峰雪麵高程8848.86米。

　　3次測量分別相隔30年和15年，采用的測量手段不同、設備不同，相應測量條件也有較大變化，甚至3次高程測量的參考點和高程基準麵也存在差異。上述因素造成3次珠峰高程測量成果的不同。

　　3次測量，珠峰確實在“長高”

　　首先，珠峰高程是不斷變化的。這種變化不僅(jin) 可以從(cong) 3次艱難的高程測量結果中分析，更重要的是從(cong) 珠峰地區長期連續的、全球導航衛星係統（GNSS）的觀測結果中分析。經過長期監測，珠峰一帶每年約增高0.4厘米，可以說，珠峰一直在“長高”。

　　我國3次珠峰測量時參考的高程基準麵是不同的。1975年的珠峰測量以青島驗潮站1950年到1956年驗潮資料確定的黃海平均海麵作為(wei) 高程起算麵；與(yu) 1975年測量的起算麵相比，2005年珠峰測量所參考的平均海平麵上升了約2.9厘米。此次2020年珠峰測量采用的則是全球平均海平麵。與(yu) 2005年測量采用的起算麵相比，此次起算麵高出約30厘米。高程基準麵之間的差異，會(hui) 造成高程測量值的差異。我國高程測量是以黃海平均海平麵作為(wei) 基準麵，尼泊爾是以印度洋孟加拉灣平均海平麵作為(wei) 高程基準麵。在2020年珠峰測量中，我國和尼泊爾兩(liang) 國大地測量工作者經過充分協商，均同意采用全球高程基準麵作為(wei) 這次珠峰測量的高程起算麵。

　　2020珠峰高程測量：集結眾(zhong) 多“硬核科技第一次”

　　值得一提的是，2020年珠峰測量采用了最現代的測量技術，並且以國產(chan) 裝備為(wei) 主，充分表明我國自主研製的大地測量設備具備高寒和高原地區作業(ye) 能力。

　　首次將地麵重力測量沿著登峰路線測量到珠峰峰頂，並第一次利用航空重力測量技術測量了珠峰地區的重力場。這為(wei) 改善珠峰高程起算麵本身的精度提供了重要的觀測資料，為(wei) 珠峰高程的精確測量提供了重要支撐。

　　首次采用我國國產(chan) 全球導航衛星係統終端測量珠峰，我國北鬥全球衛星導航係統首次參與(yu) 珠峰測量。全球導航衛星係統由中、俄、美、歐4個(ge) 衛星導航係統組成，目前能夠測得珠峰峰頂相對於(yu) 參考橢球麵（即近似表示地球大小和形狀的橢球體(ti) 表麵）的高程，簡稱“大地高程”。而工程建設和大眾(zhong) 常用的高程一般稱“海拔高程”。要想準確獲得“海拔高程”，就需要用全球導航衛星係統測得的大地高，減去平均海平麵和參考橢球麵的差距。也就是說，隻有消除兩(liang) 種高程起算麵之間的差異，才能獲得我們(men) 常說的“海拔高程”。

　　首次在珠峰地區實施了航空三維激光測量。這不僅(jin) 考驗了國產(chan) 三維激光設備的高原和高寒地區作業(ye) 能力，也考驗了我國高原航空測量的能力。航空三維激光測量可以測出珠峰三維地形。更進一步，可以找到珠峰雪麵的最高點區域，為(wei) 珠峰三維地形圖的製作奠定基礎。此外，國產(chan) 雪深雷達也首次參與(yu) 了珠峰的雪深測量，為(wei) 珠峰積雪厚度探測提供重要支持，也為(wei) 珠峰岩麵高程探測提供技術支持。

　　除采用全球導航衛星係統等先進手段外，這次珠峰測量還采用三角高程測量法測量珠峰高程。即在珠峰地區的6個(ge) 全球導航衛星係統基站，采用三角高程測量法，測量各測站到珠峰的垂直角，進而算得各測站與(yu) 珠峰的大地高差。由於(yu) 各測站均具有已知的高精度大地高，各測站的大地高加上各測站與(yu) 珠峰的大地高差，即可分別獲得珠峰峰頂的大地高，並互相校核。各種方法測得的珠峰雪麵大地高減去大地水準麵高，即獲得珠峰雪麵精確的“海拔高程”。

　　未來珠峰測量：積極迎接新挑戰

　　與(yu) 以往兩(liang) 次測量相比，2020珠峰高程測量觀測方法更科學，觀測手段更豐(feng) 富，觀測設備更先進，測量結果也更可靠。未來，要獲得更科學、更嚴(yan) 密的珠峰高程測量結果，我們(men) 大有可為(wei) 。

　　第一，對珠峰進行全麵的雷達雪深測量，並確定珠峰的岩麵最高點。第二，盡可能在岩麵最高點設置固定基準站，使得不同年份、不同測量隊完成的珠峰測量結果都相對於(yu) 同一基準站，由此得到的岩麵測量結果更具嚴(yan) 密性和可比性。第三，每次珠峰測量都可以通過三維激光測量找到珠峰雪麵最高峰，作為(wei) 珠峰雪麵最高點。由於(yu) 珠峰雪麵高程每年都發生變化，雪麵最高點可能不同，但是結合雪深測量可以估算峰頂相同麵積下的積雪容量，通過相同時間段積雪容量變化分析，可以為(wei) 氣候變化、環境變化研究提供參考數據。第四，珠峰測量的時間間隔應該基本相同，如此，珠峰高程測量結果變化才能支撐珠峰地區的地殼運動變化監測。

　　此外，無論是國際聯合進行珠峰測量，還是我國獨立進行測量，珠峰高程的大地水準麵應當基於(yu) 同一基準麵（最好是全球高程基準麵），由此得到的高程可以較嚴(yan) 格地反映珠峰高程隨時間的變化情況。

　　作為(wei) 地球上的最高峰，珠峰測量難度極大，一直是測繪工作者關(guan) 注的熱點。精準的珠峰高程測量結果，體(ti) 現了國家綜合實力和科技發展水平，更是國家主權的象征，具有重大國際影響和社會(hui) 效益。伴隨我國國力發展與(yu) 科技進步，未來的珠峰高程測量必將百尺竿頭更進一步，並推動地球科學的研究。

　　（作者楊元喜為(wei) 中國科學院院士，任夏為(wei) 西安測繪研究所研究人員）

　　推薦書(shu) 目：

　　1.《大地測量學基礎》：呂誌平、喬(qiao) 書(shu) 波編著；測繪出版社出版。

　　2.《GPS衛星導航定位原理與(yu) 方法》：劉基餘(yu) 編著；科學出版社出版。

　　3.《珠峰簡史》（修訂版）：徐永清著；商務印書(shu) 館出版。