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300年,人类珠峰测绘史

2020-06-11i自然全媒体

辽宁自然资源 2020年5期
关键词:峰顶珠穆朗玛峰珠峰

珠穆朗玛峰之煊赫辉煌,不仅因其博大,尤在高峻。作为地球之巅,珠穆朗玛峰的准确高度,素为世人瞩目。人类对珠峰的认识,最初就是从测量其高度开始的。人类认知珠峰的历史,从某种意义上说就是一部测绘史。

1714年:揭开人类测绘珠峰的历史

大清康熙五十八年(1718年),一幅与众不同的巨型地图平铺在紫禁城太和殿的青砖地上。已届迟暮之年的清圣祖康熙皇帝望着这幅经过多年测量才绘制成的《皇舆全览图》,心中感慨万千。那时的康熙皇帝并不知道,正是这幅地图,悄悄揭开了人类测量“地球之巅”的历史。

此前4年,即公元1714年,两名掌握世界最先进测绘技术的中国人——清朝理藩院主事胜住、喇嘛楚尔沁藏布·兰木占巴受中央政府的委派,对广大的西藏地区进行勘测,绘制《皇舆全览图》西藏分图。他们跋山涉水,历尽艰险,直接深入到珠穆朗玛峰下,对它的位置和高度进行过初步的测量,并在绘制成的《皇舆全览图》上明确标上了珠穆朗玛峰的位置和名称。这是人类第一次测绘珠峰,尽管对于其高程并没有得出明确的结果。

19世纪中叶,统治印度的英国人开始测量喜马拉雅山,由于他们是在印度平原遥测的,并未进入我国西藏和尼泊尔,从而对这些高峰的名称也一概不知。当时的印度测量局,于1852年对西藏边界地区进行了测量,首次用大地测量的方法测出了珠穆朗玛峰高度为8840米。

300多年来,人类对于珠峰高程的测量一发而不可收。随着科学水平不断提高,技术手段不断更新,各国的科学家们热衷于测量珠峰高度,并进行了大大小小数十次的测量。直到现在,测量珠峰的热潮仍然没有减退。

20世纪60年代:我国首次测定珠峰高程

新中国成立不久,中央人民政府就提出要“精确测量珠峰高度,绘制珠峰地区地形图”,并将其列入新中国最有科学价值和国际意义的“填空”项目之一,交由国家有关部委来论证实施。

1949年,我国草测的珠峰地区地形图标记了珠峰的位置和地形。1958-1960年,在珠峰登山科考活动中,测绘工作者们在绒布寺河谷开阔地段丈量基线,用水银气压计测定基线端丘高程并进行了天文观测,从而获得珠峰的高度为8882米。问题是这个高度是不太准确的,水银气压计测量时会存在较大的误差。

1966-1968年,由中国科学院组织全国23个科研单位、高等院校和产业部门,将近30个学科的100多名科学工作者,组成了大规模的综合科学考察队,其中包括国家测绘总局派出的小分队,在雅鲁藏布江以南,东起东亚,西至吉隆,方圆5万多平方千米、海拔最高达7000多米的珠穆朗玛峰地区进行了全面、系统的综合科学考察。

在这个过程中,中国科学院跟国家测绘总局合作,在1966年和1968年两次组队,在珠穆朗玛峰地区建立了高水平、高质量的测量控制网,开展了天文、重力、三角、水准、物理测距、折光试验等测量工作,并第一次对珠峰高程进行了测定。

1966年、1968年对珠峰峰顶的测量,获得完整的测量数据,经过室内计算和各种改正,求得中国第一次从北坡测得的珠峰海拔高程。但这两次测量未在峰顶树立测量觇标,也未测量峰顶冰雪厚度,高程未公布。

1975年:红色觇标矗立地球之巅

1975年3-5月,由国家测绘总局与总参测绘局共同组建测绘分队,在登山队的协助下,对珠穆朗玛峰高程再次进行测量,这次测量是在1966-1968年测定的基础上进行补测,以提高珠峰高程精度。

1974年底中央批准再测珠峰,1975年初组建49人构成的测量分队,包括38名测绘官兵和11名地方测绘工作者,另有民工25人。2月,测量分队出发赴珠峰地区作业。3月21日,赶在登山队员攀登珠峰之前,从绒布寺大本营出发,把大地控制网推向珠峰北麓的东绒布、中绒布和西绒布3条大冰川。4月初,组建北坳观测组,执行重力测量工作。4月8日,陈顺斌、王玉琨、吴泉源、郁期青、普布、徐东升、大扎西7人,登上了7007米的“天险”北坳,夜间冒着零下三四十度的严寒、冰裂和雪崩的危险,进行重力测量,完成了海拔7050米处的重力测量和航测刺点。

5月27日清晨,登山队员向珠峰发起最后的冲刺。14点30分,潘多、索南罗布、罗则、侯生福、大平措、贡格巴桑、次仁多吉、桑珠、阿布钦从珠峰北坡成功登上地球之巅,五星红旗在珠峰绝顶处高高飘扬。高3米的红色测量觇标被牢固地树立在地球之巅,为测量珠峰的高度提供了瞄准点。

5月29日在 9个测站上完成交会观测,观测夹角 75°,距珠峰最近离 8.5千米;最高测站 6242米高;同时完成重力加密11点,天文观测3点,水准观测 100千米,并完成制图调绘工作。6月13日完成计算,7月13日发布成果。此次测量珠峰在1966年、1968年两次测量的基础上,综合利用三角、导线、水准、天文、重力、三角高程、天文水准测量及温度垂直梯度测量方法,沿东绒布冰川布设三等三角锁,增测3个三角点,锁端点测天文方位角,沿西绒布冰川布设三等导线,增测5个导线点,端点测天文方位角;在东、中、西绒布冰川均匀测量4个天文点和一个天文方位角;在一些三角点、导线点和营地测量17个重力点;复测已测的二等水准路线,将原四等改测为二等精度,复测、改测水准路线共74.6千米;进行了高空和地面温度、气压测定。

1975年7月23日,中国政府授权新华社向全世界宣布:我国测绘工作者精确测得世界最高峰珠穆朗玛峰的海拔高程为8848.13米。这一精确数据,是我国测绘工作者在距珠峰峰顶7千米至 20千米、海拔5600米至6300米的10个三角点上交会观测,并取得完整的珠峰平面位置和高程的测量数据后,依据青岛黄海验潮站建立的水平原点,经过理论研究、严密计算和反复验证,扣除了峰顶积雪深度后得出来的。它的最大正负误差小于0.36米。这一数据得到了全世界的认可。1975年6月28日,邓小平、李先念等在首都体育馆亲切接见了珠峰登山和测量队员。

20世纪八九十年代:各国科学家的尝试

此后,各国科学家又先后对珠峰进行过10多次测量。

1987年,意大利人阿迪托·德希奥,采用全球定位系统技术求得珠穆朗玛峰高 8872米。1992年5月和9月间,美国、意大利分别采用全球定位系统技术和光电测距仪技术,测定珠穆朗玛峰高程数据为8846.10米。

1992年9-10月,中国测绘工作者同意大利登山队科研合作对珠穆朗玛峰的高程进行了复测,这次行动开展了平面控制测量、水准测量、天文重力测量,珠峰交会测量在大本营、Ⅲ7点和珠穆朗玛峰峰顶用GPS接收机同步进行了GPS测量。

国家测绘局第一大地测量队第三次接受了重测珠穆朗玛峰高程的艰巨任务,水准、天文、重力三个小组奔赴珠峰。他们将用先进的大地测量技术(包括水准测量、天文测量、重力测量、三角导线测量、GPS测量和激光测距、电磁波测距)测量珠峰。在这次测绘中,他们创造了几项新的纪录:第一次将水准基本点埋设在珠穆朗玛峰的脚下;第一次将一束束激光射向了地球之巅,直接测出数据;第一次将全球卫星定位系统GPS接收机用于对珠峰的测绘。这次测定的珠峰峰顶雪面海拔高程为8848.82米。

自1995年开始,在中国测绘工作者的配合与协助下,美国登山俱乐部为进行“珠峰千年探险”相继共派出4批登山队员登上珠峰,在不同位置放置了测量仪器、传感器等,收集有关资料和数据。

1998年中国测绘工作者同美国登山队合作,对珠穆朗玛峰的高程又进行过一次复测,开展了平面控制测量、水准测量、天文重力测量、GPS 联测。此次的珠峰交会测量,由于美国登山队登顶失败未能进行觇标交会,只采用常规三角测量方法对珠峰峰顶进行了交会。这次测量的平面控制测量,在珠峰邻近区域布设了14个点构成的GPS网。

1999年5月5日,两位美国登山家比尔克劳斯和皮特·亚山在5名藏族登山者的协助下,成功登上珠峰峰顶。他们在峰顶上停留了两个小时,并用了近1个小时利用全球卫星定位系统收集数据。此后,美国科罗拉多大学科学家根据测量的数据进行计算,得出测量高程结果为8849.87米。

2005年:探测峰顶的冰雪厚度

2005年2月,中国启动新一轮珠峰高程测量。国家测绘局再次组织开展对珠穆朗玛峰高程测量,在西藏登山协会的协助下,首次由专业测绘人员和专业登山人员合作,携带测绘仪器、测量觇标,登上珠峰峰顶进行观测,以求精确测得高程数据。

这次复测珠峰高程,在珠峰地区做了大量的基础测绘工作,用几何水准测量从拉孜起测,经过近500千米的路程通过4条水准路线,逐段地推进到珠峰脚下,并连测至交会珠峰的6个观测点上,确保了观测点的高程精度(观测点的高程5200~6300米),同时在青藏高原和珠峰地区选择30个点,构建GPS控制网,进行GPS卫星导航定位系统的联机同步观测。这些观测数据不仅对精确测量珠峰高程起到重要作用,而且对研究珠峰地区和青藏高原地区地壳运动变化的细节提供重要资料。

此次珠峰高程复测既采用传统经典的测量方法,又采用现代先进的测量技术,两者同时进行,测量专业人员在登山队员的协助下,携带双频GPS卫星导航定位仪和冰雪雷达探测仪登顶,在珠峰峰顶进行GPS实测和探测峰顶的冰雪深度,首次揭开峰顶神秘的冰雪厚度,同时在峰顶上竖立了用航天材料特制的2.5米高的红色觇标,作为6个观测站交会珠峰峰顶的照准目标。这次采用的现代测量手段和比较完善的实施方案,对提高珠峰高程测量精度十分有利。

从2005年3月起开始实施的这一行动,由国家测绘局组织50余名测量人员,克服环境、气候恶劣等重重困难,在珠穆朗玛峰地区开展了三角测量、水准测量、重力测量、全球卫星定位测量,并在珠穆朗玛峰峰顶进行雪深雷达测量。

2005年5月22日上午11点零8分,中国登山测量队员成功登顶珠峰,并在珠峰顶启动峰顶雪深雷达探测仪,开始探测珠峰顶峰的冰雪厚度。这也是我国首次在珠峰高程测量中尝试测量峰顶冰雪高度。11点38分49秒,冰雪雷达探测仪开始工作,12点18分24秒结束,有效记录数据38分55秒。装载着宝贵数据的珠峰峰顶测量的关键设备GPS接收机和雪深探测雷达,经过37小时不间断的传递,于5月24日凌晨送达珠峰大本营测量营地。经过技术人员对雪深探测雷达数据紧张的计算、处理,终于获得了珠峰峰顶冰雪深度为3.50米,珠峰峰顶“冰雪铠甲”的谜团由此破解。

2005年10月9日,经国务院审批,国家测绘局向全世界公布了2005珠峰高程测量成果:珠穆朗玛峰峰顶岩石面海拔高程为8844.43米。同时公布2005珠穆朗玛峰高程测量有关参数:珠穆朗玛峰峰顶岩石面高程测量精度±0.21米;峰顶冰雪深度3.50米。此后,这个新的测量高度成为中国行政管理、新闻传播、对外交流等对社会公众有影响的活动及公开出版的地图和教材中使用的新数据。原1975年公布的珠峰高程数据停止使用。

精确测定珠峰高程意义重大

为什么要为测量一座山的高度花费这么多的时间?如此大动干戈,耗费人力、物力、财力,值得吗?

在测量专家看来,重新精确测定珠峰高程,是测绘工作者面临的一项迫切而重要的历史任务,也是一件政府行为的重大事件。

珠峰高程的精确测定,可以结束国际上珠峰高程不统一的混乱局面,为世界地球科学研究做出贡献,其社会效益和科学意义是十分巨大的。同时,随着科学技术进步,如GPS技术、雷达测深技术、大地水准面精化、绝对重力测量技术、气象探测技术、登山装备技术及地学理论方法的完善,为更加精确的测量珠峰高程创造了必要的条件。

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