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珠峰“身高”為什么算了這么久?楊元喜院士告訴你

發(fā)布時(shí)間:2020-12-10 15:57

          攀登世界海拔最高的珠穆朗瑪峰是勇敢者的挑戰(zhàn),測(cè)量珠峰更是難上加難。2020年5月27日,中國(guó)人又一次登上珠峰峰頂?!笆澜绺叨取钡男麓鸢?jìng)涫芷诖?br>

          12月8日,珠峰的最新“身高”公布——8848.86米。

          珠峰最新“身高”是怎么測(cè)出來(lái)的?為什么要一次又一次地測(cè)量珠峰?測(cè)量成功后到公布結(jié)果期間都做了哪些工作?珠峰測(cè)量成果和數(shù)據(jù)有怎樣的價(jià)值?帶著這些問(wèn)題新華網(wǎng)記者獨(dú)家連線了中國(guó)科學(xué)院院士、大地測(cè)量學(xué)家楊元喜。


           公布珠峰的新“身高”有怎樣的意義?

           楊元喜:珠峰是中國(guó)和尼泊爾交界的一個(gè)峰,兩國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人共同宣布珠穆朗瑪峰的高程,對(duì)建立兩國(guó)之間的友誼、加深兩國(guó)測(cè)量科學(xué)家的合作是有重大意義的。


喜馬拉雅山脈是如何形成的。圖片來(lái)源:《珠峰簡(jiǎn)史》


          另外,珠穆朗瑪峰也是印度板塊向歐亞板塊俯沖的一個(gè)聚集地,珠穆朗瑪峰高程的不斷變化,體現(xiàn)的是印度板塊向歐亞板塊下面俯沖造成了高度的隆升,甚至還有走滑、平移和旋轉(zhuǎn),它對(duì)科學(xué)研究整個(gè)地質(zhì)的變化,乃至未來(lái)災(zāi)害的預(yù)測(cè)、氣候的變化都具有重要的科學(xué)意義。

          與前兩次的測(cè)量相比,今年珠峰測(cè)高有何不同?

          楊元喜:第一次測(cè)量是量的雪面高程,是用三角高程測(cè)的。第二次測(cè)量是用GPS測(cè)的,而且是用雷達(dá)測(cè)雪深的方式,把雪面厚度減掉了。這次雪頂?shù)母叱毯脱┫碌母叱潭加袦y(cè)量,登頂測(cè)量的設(shè)備跟以前也不一樣,測(cè)量的結(jié)果非常豐富,比以往任何一次都豐富得多得多。采用了三角高程測(cè)量、GPS高程測(cè)量、還采用了北斗高程測(cè)量、重力測(cè)量、航空重力測(cè)量等等,通過(guò)不同的方式來(lái)校核珠穆朗瑪峰的高程。一是,為了精準(zhǔn);二是,大家都知道,登珠穆朗瑪峰是極其困難的,我們希望一次成功,讓這一次登頂測(cè)量測(cè)繪豐富一點(diǎn),所以我們采用了冗余手段的測(cè)量。單一手段測(cè)量可能會(huì)有系統(tǒng)誤差,我們用多種手段進(jìn)行校核測(cè)量,進(jìn)行綜合的數(shù)據(jù)處理,會(huì)得出更加精準(zhǔn)的珠穆朗瑪峰的高程。

          珠峰測(cè)量到現(xiàn)在才公布結(jié)果,為什么需要這么久?

          楊元喜:有兩個(gè)基本點(diǎn),第一,中國(guó)和尼泊爾兩國(guó)要得出一個(gè)統(tǒng)一的高程。所以兩家都需要進(jìn)行計(jì)算核算。第二,在確定這個(gè)高程基準(zhǔn)的時(shí)候,大家知道我們中國(guó)是以黃海的平均海平面作為中國(guó)高程的基準(zhǔn),尼泊爾是用印度洋的平均海平面作為尼泊爾的高程基準(zhǔn),是用尼泊爾的高程基準(zhǔn)呢?還是用中國(guó)的高程基準(zhǔn)呢?所以我們經(jīng)過(guò)討論,能不能采用全球高程基準(zhǔn),相當(dāng)于在同一個(gè)起算點(diǎn)上、同一個(gè)起算面上來(lái)計(jì)算高程,這樣對(duì)于雙方都更合理。


          全球基準(zhǔn)是全球海平面的平均高程基準(zhǔn),是經(jīng)過(guò)全球各個(gè)國(guó)家的驗(yàn)潮站和重力測(cè)量計(jì)算(得到)的一個(gè)等位的大地水準(zhǔn)面,平均大地水準(zhǔn)面作為全球的高程基準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)身高是全球科學(xué)家都可以共同參考的,因?yàn)橹挥幸粋€(gè)全球高程基準(zhǔn),在高程測(cè)量方面,大家就有共同的語(yǔ)言、共同的基點(diǎn)、共同的起算面。

           這段時(shí)間要對(duì)各種高程進(jìn)行歸算。不僅如此,因?yàn)榄h(huán)境太惡劣了,對(duì)各種手段的觀測(cè)量、質(zhì)量進(jìn)行各種檢核、校核、各種演算、各種歸算,到最后再融合生成一個(gè)統(tǒng)一的珠穆朗瑪峰的海拔高程。這是一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算、校核、驗(yàn)證、歸算的過(guò)程。

          珠峰長(zhǎng)高了意味著什么?

          楊元喜:從理論上來(lái)講,升高了就表明印度板塊向歐亞板塊的俯沖仍然是持續(xù)地。如果它上升的速率比較高,就是它的俯沖速率也是快的。如果上升的高程這么多年比較平緩,這表明這兩個(gè)板塊的碰撞不像以前那么劇烈了,科學(xué)上可以給出一定的解釋。

          珠峰“身高”變化對(duì)于人類會(huì)有什么影響嗎?

          楊元喜:對(duì)咱們目前的生活沒(méi)有顯著影響,因?yàn)槲覀冎袊?guó)生活的這個(gè)板塊每一天都在變化,但是它是個(gè)相對(duì)變化,你變我也在變,我們?cè)谕粋€(gè)板塊上漂著,你是沒(méi)有感覺(jué)的。但冰蓋的厚度不斷地變化,這是我們科學(xué)家特別關(guān)注的問(wèn)題,因?yàn)楸w的厚度有兩個(gè)核心要素,第一個(gè)是下雪量,第二是溫度的升高,這對(duì)氣候科學(xué)家來(lái)說(shuō)就是一個(gè)非常重要的信息。

          我們應(yīng)該多久量一次珠峰的“身高”?

          楊元喜:如果是為了科學(xué)去量它的身高,每一年同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)、同一個(gè)空間點(diǎn)去測(cè)量,用同樣的裝備去測(cè)量,基于同樣的高程起算面,這樣量出來(lái)的才是最嚴(yán)格、最科學(xué)的??墒谴蠹蚁胍幌?,這多難啊,這幾乎很難實(shí)現(xiàn)。

          2020珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)隊(duì)員在珠穆朗瑪峰峰頂開(kāi)展測(cè)量工作(5月27日攝)。新華社特約記者 扎西次仁 攝

          珠峰高程測(cè)量歷程:新中國(guó)成立以來(lái),我國(guó)測(cè)繪工作者已對(duì)珠峰進(jìn)行過(guò)6次大規(guī)模的測(cè)繪和科考工作,并先后于1975年和2005年兩次成功測(cè)定并公布珠峰高程。


1975年,我國(guó)首次將測(cè)量覘標(biāo)矗立于珠峰之巔,精確測(cè)得珠峰海拔高程為8848.13米。

          2005年珠峰高程復(fù)測(cè),我國(guó)測(cè)量隊(duì)采用了傳統(tǒng)大地測(cè)量與衛(wèi)星測(cè)量結(jié)合的技術(shù)方法,并首次在珠峰峰頂測(cè)量中利用冰雪雷達(dá)探測(cè)儀測(cè)量冰雪厚度,經(jīng)過(guò)嚴(yán)密計(jì)算,測(cè)得珠峰頂巖石面海拔高程8844.43米。

          今年量“身高”的特殊意義:2020年是人類首次從北坡成功登頂珠峰60周年、中國(guó)首次精確測(cè)定并公布珠峰高程45周年,開(kāi)展此次珠峰高程測(cè)量具有重要的歷史意義。

          精準(zhǔn)測(cè)量難度大的原因:珠峰峰頂并不是一個(gè)點(diǎn),而是一個(gè)20多平方米的平面。從山腳下的各觀測(cè)點(diǎn)瞄準(zhǔn)峰頂測(cè)量,目標(biāo)點(diǎn)難以一致。2020年珠峰高程測(cè)量綜合運(yùn)用了GNSS衛(wèi)星測(cè)量、雪深雷達(dá)測(cè)量、重力測(cè)量、天文測(cè)量、衛(wèi)星遙感等多種技術(shù)。

          珠峰高程測(cè)量創(chuàng)記錄:在登頂測(cè)量中,為保證數(shù)據(jù)收集質(zhì)量,8名測(cè)量登山隊(duì)隊(duì)員在珠峰峰頂停留150分鐘,創(chuàng)中國(guó)人在珠峰峰頂停留時(shí)長(zhǎng)紀(jì)錄。


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