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再测珠峰“身高”

2020-07-04

科学大观园 2020年11期
关键词:峰顶高程登顶

5月的珠穆朗玛峰北坡依然白雪皑皑,寒冷刺骨,此刻,35名中国测量登山队队员却正负重奋力向上攀爬。

5月6日下午,由我国国测一大队和中国登山队共同组成的测量登山队正式开启2020珠峰高程测量登顶行动,在接下来的数天时间里,他们从海拔约5300米的珠峰二本营出发,将途经东绒布冰川、中间营地、前进营地,随后抵达海拔7028米、7790米和8300米的一、二、三号营地,最终择机向珠峰峰顶发起冲击,正式为珠峰“测身高”。截至5月7日晚,队员们已行进至海拔6500米的前进营地。

精确测量需要哪些条件?

新中国成立以来,我国测绘工作者已对珠峰进行过6次大规模的测绘和科考工作,并先后于1975年和2005年两次成功测定并公布珠峰高程。1975年珠峰高程测量,我国首次将测量觇标矗立于珠峰之巅,并精确测得珠峰海拔高程为8848.13米。2005年珠峰高程复测,经过严密计算,获得珠穆朗玛峰峰顶岩石面海拔高程8844.43米。这一数据已成为我国行政管理、新闻传播、对外交流等活动及公开出版的地图和教材中使用的权威数据,令人耳熟能详。

然而,随着各项技术突飞猛进,更精准的测量成为目标。国家测绘地理信息局测绘发展研究中心副主任徐永清认为,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。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,为更加精确地测量珠峰高程创造了必要的条件。

此外,珠峰高程测定及邻近区域地壳形变研究,在地学研究中具有重要的理论价值,“它将用于研究印度洋板块与亚欧板块的相互作用,对今后地震预报和减灾防灾也具有重要的实际意义。”徐永清说。

为何选在今年?

再测珠峰又为何选在今年?自然资源部有关负责人介绍,2019年10月,《中华人民共和国和尼泊尔联合声明》发布,其中提出:考虑到珠穆朗玛峰是中尼两国友谊的永恒象征,双方愿推进气候变化、生态环境保护等方面合作。双方将共同宣布珠峰高程并开展科研合作。由此,自然资源部会同外交部、国家体育总局和西藏自治区政府组织了2020珠峰高程测量工作。

此次珠峰高程测量正值中国和尼泊尔建交65周年之际,是发展两国友谊的新举措。今年也是人类首次从北坡成功登顶珠峰60周年、中国首次精确测定并公布珠峰高程45周年,因此,开展此次珠峰高程测量具有重要的历史意义。“此外,不同时期以不同方式测量珠峰,以及对珠峰高程的多次测量,反映了人类对自然的求知探索精神,已成为人类了解和认识地球的一个重要标志。”自然资源部有关负责人表示。

如何开展测量?记者了解到,技术路线上,本次珠峰测量将综合运用GNSS卫星测量、精密水准测量、光电测距、雪深雷达测量、重力测量、天文测量、卫星遥感、似大地水准面精化等多种传统和现代测绘技术,精确测定珠峰高程。在具体操作上,测量登山队队员将在登顶珠峰成功后,于40分钟内在峰顶竖起测量觇标,以此作为靶点开展全球导航卫星系统测量和雪深测量等工作,同时,位于珠峰北坡不同海拔的大本营、中绒布冰川、西绒布冰川等6个交会点上的测量登山队员也将瞄准峰顶的测量觇标同步开展测量。最终,测量队将汇总多个点位上的测量数据,经过严密计算,得出最新测定的珠峰高度。

再测珠峰的勇士是谁?

次落、袁复栋、薛云、次仁桑珠、普布顿珠……本次出征的测量登山队队员共35名,分别来自国测一大队和中国登山队。“这是两个英雄团队的强强联合。”自然资源部有关负责人评价。1960年5月25日,中国登山队成功从北坡登顶珠穆朗玛峰,开创了人类首次从北坡登顶珠峰的历史。

除了峰顶,本次测量的6个位点都在海拔5200米以上,大气含氧量仅为内地的70%,人即使空着手,也犹如背负30公斤的重物,登山举步维艰。为克服高寒缺氧的恶劣条件,同时保证将沉重的测量仪器手提肩扛送上珠峰,测量登山队队员们此前进行了一系列的登山训练和高山测量训练。同时,国测一大队的53名测绘队员,自3月2日起,在珠峰及外围地区陆续开展了水准、重力、GNSS、天文等测量工作,完成了水准测量、加密重力测量、绝对重力测量等工作,同时布设卫星导航定位连续运行临时基准站2点,完成了6个珠峰高程测量交会点的踏勘、选埋、高程传递等基础性测量,目前,珠峰外围测量任务已基本完成。

整个5月的登顶一直继续。测量登山队介绍,5月10日以后迎来第一个冲顶珠峰的“窗口期”,队员们从三号营地抓住时机向峰顶发起冲击。

为何一定要靠人实地测量?

攀登珠峰是具有风险的任务,高程测量为什么不能通过测绘技术和高科技设备,必须要靠人来完成?相关测绘专家表示,目前的技术手段尚无法确保测量型无人机或机器人在峰顶作业。

自然資源部第一大地测量队(国测一大队)副队长张庆涛说,早期的珠峰测绘多在无人登顶的情况下进行,传统的交会测量和三角高程测量有可能出现偏差。

张庆涛说,珠峰峰顶并不是一个点,而是一个20多平方米的平面。从山脚下的各观测点瞄准峰顶测量,目标点难以一致。因此,“必须由人将觇标带上峰顶。有了觇标,我们在山脚下布设的观测点就能更精确地照准峰顶的测量目标,从而测得精确的角度和距离。”他说。

中国测绘科学研究院研究员、2020珠峰高程测量技术协调组组长党亚民表示,目前,利用卫星遥感技术测量峰顶高程的精度,远低于大地测量方法,而且只能测出雪顶的高程。珠峰高程测量将综合运用GNSS卫星测量、雪深雷达测量、重力测量、天文测量、卫星遥感等多种技术。其中,GNSS接收机、雪深雷达、气象测量和觇标等仪器都需要人携带至顶峰。

党亚民说,珠峰峰顶大风多,气流不稳定,气温低,测量型无人机目前尚无法在峰顶恶劣环境飞行。

此次测量有望实现我国专业测绘人员首次登顶珠峰测高,这将使测量数据更可靠、更具说服力。

据了解,登顶后,测量队员将首先启动冰雪探测雷达开始观测,待雷达测量结束后竖立测量觇标,在觇标顶部安装GNSS天线进行静态观测,同时从地面6个交会点对峰顶觇标进行观测,测量水平角、垂直角和距离,初步计算珠峰高程,后期将结合重力、天文等数据对珠峰高程数据进行修正,从而得到精确的峰顶岩石面高程。

测量结果何时出、有啥用?

是否登顶成功后就能迅速公布测量结果,了解珠峰“身高”变化?专家表示否定。因为登顶测量成功只意味着取得了一手的测量数据,但并没有得到珠峰的精确高程。

珠峰高程测量是多种技术手段的综合应用过程,涉及GNSS卫星测量、雪深雷达测量、重力测量、卫星遥感、似大地水准面精化等多种传统和现代测量技术。最终公布的海拔高度,是对多种数据进行综合处理的结果。

“在对数据分析、处理的基础上,还要进行理论研究、严密计算和反复验证,才能确定珠峰精确高程。”党亚民说。

此外,温度、气压、折光环境等因素都会对测量产生影响,科学家需要通过复杂的计算消除误差,得到精确的珠峰高程。这是一个系统工程,大概需要两到三个月时间。最后还要经过一定的审核程序,才会得出珠峰的确切“身高”。

珠峰高程测量的核心目标是精确测定珠峰高度,测量成果可用于地球动力学板块运动等领域研究。精确的峰顶雪深、气象、风速等数据,将为冰川监测、生态环境保护等方面的研究提供第一手资料。

党亚民介绍,GNSS测量、水准测量、重力测量的成果结合早期相关资料,不仅可以准确地分析目前地壳运动变化影响情况,同时也可为后续的似大地水准面模型建立提供精确可靠的数据支持。精确的地面重力测量和航空重力测量成果可用于珠峰区域地球重力场模型的建立,以及地质调查、地震、地壳运动等问题的研究。

利用卫星遥感技术测量峰顶高程的精度,远低于大地测量方法,而且只能测出雪顶的高程。珠峰高程测量将综合运用GNSS卫星测量、雪深雷达测量、重力测量、天文测量、卫星遥感等多种技术。

“这同时也是一项代表国家测绘科技发展水平的综合性测绘工程。”自然资源部第一大地测量队队長李国鹏表示,新中国成立以来,我国珠峰高程测量经历了从传统大地测量技术到综合现代大地测量技术的转变。每次珠峰测量,都体现了我国测绘技术的不断进步,彰显了我国测绘技术的最高水平。

李国鹏说,不同时期以不同方式测量珠峰,以及对珠峰高程的多次测量,反映了人类对自然的求知探索精神,并成为人类了解和认识地球的一个重要标志。

◎ 来源|综合光明日报、新华视点

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