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珠峰“身高”为什么算了这么久?杨元喜院士告诉你

发布时间:2020-12-10 15:57

          攀登世界海拔最高的珠穆朗玛峰是勇敢者的挑战,测量珠峰更是难上加难。2020年5月27日,中国人又一次登上珠峰峰顶。“世界高度”的新答案备受期待。

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

          珠峰最新“身高”是怎么测出来的?为什么要一次又一次地测量珠峰?测量成功后到公布结果期间都做了哪些工作?珠峰测量成果和数据有怎样的价值?带着这些问题新华网记者独家连线了中国科学院院士、大地测量学家杨元喜。


           公布珠峰的新“身高”有怎样的意义?

           杨元喜:珠峰是中国和尼泊尔交界的一个峰,两国领导人共同宣布珠穆朗玛峰的高程,对建立两国之间的友谊、加深两国测量科学家的合作是有重大意义的。


喜马拉雅山脉是如何形成的。图片来源:《珠峰简史》


          另外,珠穆朗玛峰也是印度板块向欧亚板块俯冲的一个聚集地,珠穆朗玛峰高程的不断变化,体现的是印度板块向欧亚板块下面俯冲造成了高度的隆升,甚至还有走滑、平移和旋转,它对科学研究整个地质的变化,乃至未来灾害的预测、气候的变化都具有重要的科学意义。

          与前两次的测量相比,今年珠峰测高有何不同?

          杨元喜:第一次测量是量的雪面高程,是用三角高程测的。第二次测量是用GPS测的,而且是用雷达测雪深的方式,把雪面厚度减掉了。这次雪顶的高程和雪下的高程都有测量,登顶测量的设备跟以前也不一样,测量的结果非常丰富,比以往任何一次都丰富得多得多。采用了三角高程测量、GPS高程测量、还采用了北斗高程测量、重力测量、航空重力测量等等,通过不同的方式来校核珠穆朗玛峰的高程。一是,为了精准;二是,大家都知道,登珠穆朗玛峰是极其困难的,我们希望一次成功,让这一次登顶测量测绘丰富一点,所以我们采用了冗余手段的测量。单一手段测量可能会有系统误差,我们用多种手段进行校核测量,进行综合的数据处理,会得出更加精准的珠穆朗玛峰的高程。

          珠峰测量到现在才公布结果,为什么需要这么久?

          杨元喜:有两个基本点,第一,中国和尼泊尔两国要得出一个统一的高程。所以两家都需要进行计算核算。第二,在确定这个高程基准的时候,大家知道我们中国是以黄海的平均海平面作为中国高程的基准,尼泊尔是用印度洋的平均海平面作为尼泊尔的高程基准,是用尼泊尔的高程基准呢?还是用中国的高程基准呢?所以我们经过讨论,能不能采用全球高程基准,相当于在同一个起算点上、同一个起算面上来计算高程,这样对于双方都更合理。


          全球基准是全球海平面的平均高程基准,是经过全球各个国家的验潮站和重力测量计算(得到)的一个等位的大地水准面,平均大地水准面作为全球的高程基准。这个标准身高是全球科学家都可以共同参考的,因为只有一个全球高程基准,在高程测量方面,大家就有共同的语言、共同的基点、共同的起算面。

           这段时间要对各种高程进行归算。不仅如此,因为环境太恶劣了,对各种手段的观测量、质量进行各种检核、校核、各种演算、各种归算,到最后再融合生成一个统一的珠穆朗玛峰的海拔高程。这是一个复杂的计算、校核、验证、归算的过程。

          珠峰长高了意味着什么?

          杨元喜:从理论上来讲,升高了就表明印度板块向欧亚板块的俯冲仍然是持续地。如果它上升的速率比较高,就是它的俯冲速率也是快的。如果上升的高程这么多年比较平缓,这表明这两个板块的碰撞不像以前那么剧烈了,科学上可以给出一定的解释。

          珠峰“身高”变化对于人类会有什么影响吗?

          杨元喜:对咱们目前的生活没有显著影响,因为我们中国生活的这个板块每一天都在变化,但是它是个相对变化,你变我也在变,我们在同一个板块上漂着,你是没有感觉的。但冰盖的厚度不断地变化,这是我们科学家特别关注的问题,因为冰盖的厚度有两个核心要素,第一个是下雪量,第二是温度的升高,这对气候科学家来说就是一个非常重要的信息。

          我们应该多久量一次珠峰的“身高”?

          杨元喜:如果是为了科学去量它的身高,每一年同一个时间点、同一个空间点去测量,用同样的装备去测量,基于同样的高程起算面,这样量出来的才是最严格、最科学的。可是大家想一想,这多难啊,这几乎很难实现。

          2020珠峰高程测量登山队队员在珠穆朗玛峰峰顶开展测量工作(5月27日摄)。新华社特约记者 扎西次仁 摄

          珠峰高程测量历程: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,我国首次将测量觇标矗立于珠峰之巅,精确测得珠峰海拔高程为8848.13米。

          2005年珠峰高程复测,我国测量队采用了传统大地测量与卫星测量结合的技术方法,并首次在珠峰峰顶测量中利用冰雪雷达探测仪测量冰雪厚度,经过严密计算,测得珠峰顶岩石面海拔高程8844.43米。

          今年量“身高”的特殊意义:2020年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,开展此次珠峰高程测量具有重要的历史意义。

          精准测量难度大的原因: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。2020年珠峰高程测量综合运用了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。

          珠峰高程测量创记录:在登顶测量中,为保证数据收集质量,8名测量登山队队员在珠峰峰顶停留150分钟,创中国人在珠峰峰顶停留时长纪录。


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