60年珠峰「測高史」:一次又一次的攀登,究竟意味著什麼

2020-12-14 澎湃新聞

「1841年,英國人佔領印度後,George Everest 被派駐到尼泊爾,時任測繪局局長,就是他記錄下了珠穆朗瑪峰的位置。幾年後,根據當時的測繪條件,測出了這座山峰的高度大概是8840米。」

演講 | 張強弓 中國科學院青藏高原研究所副研究員

本文轉載自微信公眾號「格致論道講壇」(ID:SELFtalks),原文首發於2020年5月27日,原標題為《登頂!珠峰高了還是矮了?60年珠峰「測高史」 | 張強弓》,不代表瞭望智庫觀點。

我演講的題目叫《永攀高峰》,是「永遠」的「永」,有人認為也有「勇敢」中「勇」的意思。一會兒我會解釋一下怎麼理解這個「永遠」的「永」。

今天演講的知識點大家都知道了:世界的第三極是青藏高原,而極中之極就是珠穆朗瑪峰。

現在天氣暖和了,大家都想去野外踏青、爬山。大家知不知道,香山的海拔高度是575米,下一次再上峰頂時大家可以看到有塊石頭寫著香爐峰,上面有香山準確的海拔高度。

生活中有一種說法,叫「攀登知識的高峰」。事實上,在平時的生活學習中,我們會把很多東西都形容成高峰,而我們在勇敢地攀登它。

這張海報是上個世紀的,是「立志學好文化知識,攀登科學高峰」的海報。我相信這個說法現在已經過時了,現在我們說要攀登知識高峰,要攀登體育高峰。同學們要學好文化知識,才能攀登知識的高峰。

讓我們直接把目光聚焦在珠穆朗瑪峰,它是世界上第一高峰,位於我國西部的青藏高原。

從地質方面看,中國由東向西形成了三個臺階,青藏高原是最高的,平均海拔在4000-5000米以上。北京在華北平原的北部,海拔很低,大約二三十米。

圖中是雄偉的喜馬拉雅山系,整個山系集中了10座超過8000米的高峰。全世界有14座超過8000米的高峰,在喜馬拉雅山地區就有10座,珠穆朗瑪峰又是10座高峰裡最高的山峰。

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珠穆朗瑪峰的發現史

我們來看一看世界最高峰是怎麼被發現的以及它的歷史。

這張圖就是整個喜馬拉雅山從東向西的壯觀景象。滿眼全是山,山上全是雪。

1841年,英國人佔領印度後,George Everest(如下圖所示)被派駐到尼泊爾,時任測繪局局長,就是他記錄下了珠穆朗瑪峰的位置。幾年後,根據當時的測繪條件,測出了這座山峰的高度大概是8840米。

發現高峰後,大家都想攀上去看一看上面到底有什麼。在接下來的十幾、二十幾年裡,英國人組織了很多探險隊,他們從中國西藏境內向這座山峰發起衝擊,經過七次嘗試都沒有成功。

攀登珠穆朗瑪峰的困難是什麼?大家會說缺氧、雪崩、溫度低。

我總結兩個問題:一個是非常寒冷。大家要有一個氣溫直減率的概念,從地面到高空中15到20千米是地球的對流層,大氣主要在對流層裡,在這個垂直的20千米內,溫度會隨著海拔上升而降低。

到了高空以後,大約海拔每上升一千米,溫度降低6度。大致算一算,盛夏的北京接近40度時,珠穆朗瑪峰的峰頂還在零下10-20度,所以這個地方是非常冷的,這會給攀登帶來很大困難。

第二就是缺氧。氣壓隨海拔的升高而降低,氣壓降低以後氧氣的含量就會降低。8000米以上的氧氣含量只有平地的30%左右,相當於大家在地上吸一口氣,到珠峰上要吸三口氣才能滿足身體的需求。所以攀登珠峰是一件非常困難的事情。

經過十幾年的努力,在1953年5月29日,紐西蘭人Edmund Hillary和尼泊爾的夏爾巴人Tenzing Norgay通過自己的努力,帶著登山隊,從珠峰的南坡,也就是我們毗鄰的國家尼泊爾,登上了珠峰的頂點。

上面是一張憑想像繪製的復原圖。真正登上珠峰是否是這個樣子?我想應該不是,因為當時記錄的照片裡他們背著氧氣瓶上去的。

這是人類第一次登上珠峰,時間是1953年5月29號。

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我國前三次珠峰攀登及科考歷程

1949年中華人民共和國建國之後,國際社會對中國進行了封鎖,在當時條件困難的情況下,我們決定要徵服這座山峰,因為這是能夠彰顯中國人民精神氣的一件事。

1960年2月,中國登山隊向著珠峰出發了,有214名隊員。一支登山隊需要這麼多人嗎?實際上200多人裡可能只有幾十個是真正登山的隊員,其他人負責後勤保障和醫療工作。

在這支登山隊裡有46名特殊的隊員,就是我們的科學家。1958年到1960年期間,我們的科學家已經在這個地區進行了很多次科學考察。

當時主要做什麼科學考察呢?就是要觀察珠峰的天氣變化,因為天氣變化關乎到登上峰頂時的氣候條件,如果天氣預報預測明天天氣很好,大家就會出去玩,去登香山。如果預測明天會下雨,颳風,還有雷電,大家就會取消計劃。

所以在登頂前兩年,科學家在5000多米海拔的珠峰大本營做了長達兩年的觀測,把這個地區的天氣變化摸得很清楚,以便給大家提供保障。

終於在1960年5月25日凌晨,我國有三名登山隊員依次從我們國家領土範圍內的北坡登上珠峰。這三位登山英雄從山上下撤的時候受到了人們非常高的禮遇,因為他們代表中國第一次衝上高峰。

這在當時是一個很大的事件,《人民日報》發布了頭版頭條的報導,說人類第一次戰勝了珠峰北坡的天險。因為從來沒有人從珠峰北坡登上過這座山。

在這次登山過程中,科學家們發現珠峰的天氣很有意思,所以他們又在1966年~1968年對這個地區進行了第二次科考。

第二次科考結束後,科學家把這些資料整合成了一本書,叫《氣象與太陽輻射》。他們發現這個地方的太陽輻射是全世界最強的,說明它有很高的太陽能利用效率。除此之外還出版了多冊其他圖書,涵蓋地質、古生物等內容。

1975年,國家決定組織人員再爬一次珠峰。之前我們得到的高度是通過傳統測繪方式得到的,20多年過去了,我們有了新的技術,想看一看它的準確高度到底是多少。

1975年春,我國的測繪隊又一次登上珠峰,在珠峰頂上插了一個紅色的測量專業儀器覘標。測繪隊員可以通過測繪儀器觀察覘標,計算它的相對高程,最後確定珠峰的高度,當時給出了非常精確的數字8848.13米。

在這個過程中科學家做了什麼工作?

這次科學家依舊跟隨登山隊,給他們提供保障。這張照片裡,左邊第一個人就是我國著名的氣象科學家高登義先生。高先生現在已經80多歲了,當年他在珠峰科考隊擔任氣象觀察員和預報員,並給出了很好的預測。

圖片來自高登義教授

當時有一個指示風速的有利條件,大家看到珠峰山頭上有很厚的雲彩,這個雲彩從峰頂開始向另外一側飄,像一面旗幟一樣迎風飄揚,這面旗幟的形狀和方向就可以告訴我們風有多大,風向是什麼樣的。

如果雲跟峰頂平齊的話,就會刮九級風;如果風稍微往上揚,風速就會降低,這是一個有利的登頂時間窗口。

這張手繪圖是當時氣象小組根據自己的經驗給出的預報,預測出登頂的時間窗口後再告訴登山隊員,登山隊員就會抓住這個很短的時間段衝上頂峰,為我們國家贏得很大的榮譽。

高登義先生在後來總結經驗時寫了四句詩,他特別強調,北坡的登頂是風為先,我們必須知道風是什麼樣子,才能確保成功登頂。

珠峰的這次科考,也是大型科考的一部分。從1970年到1990年大概20年的時間裡,我們國家對青藏高原很多地區進行了大範圍的科考,發現了很多新的物種和新區域的一些新現象,同時也發現了很多礦產,科學家們根據這些發現出版了87本專著和5本論文集。

1990年後,隨著條件的改善和技術的進步,路線勘探比較成熟,大家的技術裝備也變好了,登珠峰的人數越來越多。

上面這張曲線圖顯示了每年登頂的人數。有些年份登頂的人數達到700人,很難想像在那麼一個小峰頂,也會出現香山上出現的情況,只有一天登頂的窗口時間,一百多人排隊衝擊峰頂的情況。

下圖是當時已經勘探出來可行的登頂路線,有20條登頂路線分別從東坡、北坡、南坡登山,都可以登上珠峰。

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珠峰變矮了?

2005年,我國對珠峰進行了第四次綜合考察。

2005年,我作為碩士研究生進入中國科學院青藏高原研究所,當時沒有機會參與這次科考,但是全程關注並參與了一些準備。

這是當時科考隊在向珠峰前進的路上拍攝的一張照片。

在這次科考中,我們進行了更大範圍的取樣和調查工作。我們把氣象臺一直架到了6500米的海拔高度,又在冰川上挖掘了很多雪坑,採集雪樣測試其中一些元素的含量。

我們還對水文進行了測試,發現這個地區由於氣溫升高,冰川已經出現了很大的退縮。以前大家關注天氣怎麼變化,現在我們發現氣候也在發生變化,幾十年時間裡冰川已經退縮了很多。

除了科考外,我們還要再對珠峰進行測高。下圖是2005年沒有測高之前在這裡立的石碑,前面兩位數字確定為「八千」和「八百」,後面十位數、個位數和小數位等待確認。

2005年5月22號,珠峰的測繪隊員又一次登上珠峰峰頂,把覘標設置在那裡。

這次測繪隊員提前了好幾個月,從我國黃海的海平面一直測試到珠峰峰頂,最後給出了非常精準的數字——8844.43米。

這是後來我到珠峰時在石碑下照的照片,後面的個位數、十位數、小數位已經被填滿了。

1975年給出的數字是8848.13米,為什麼到2005年變成了8844.43米?

我們認識一個問題是有條件的。2005年給出的數據,是把雪的高度也測出來了,雪層高度是3.5米。1975年測的時候沒有能力把雷達背到山頂上看雪面的高度,這次我們把雪的高度算出來以後,把它去掉就能給出真實的高度。

就像計算你的身高時,要把頭髮剃完了以後才能得出你真實的高度。頭髮就像珠峰山頂上的雪一樣,珠峰不是變矮了,而是我們認識更精確了。

2008年,北京舉辦了中國第一場奧林匹克盛會。中國為了融入全世界的體育精神,派出國字號的登山隊登上珠峰,在珠峰峰頂完成了史無前例的火炬傳遞,南北坡交接以後,奧運火炬在珠峰峰頂點燃。

這是2008年5月8號聖火成功登上珠峰。

2008年後,我背著我的行囊也到了珠峰腳下,發現5月份修的上山的路不到幾個月時間已經被毀了,說明它的環境變化非常強烈。而那時我們沒有那麼多人手修路,所以就被阻斷在5800米的道路上,最後不得不遺憾地返回我們的大本營。

這是最後撤回來時,我再望一眼珠峰,感覺這是非常遙遠的距離。

但是我又得到了一個機會,我們乘著車從喜馬拉雅山穿過,到達它的南坡。我從南坡到達2000米以後,經過6天徒步到達了5500米的高度,在這個高度上我看到了珠峰的南坡。

這張圖片裡是當時看到的珠峰,這裡的三座山峰裡有一座是珠峰。哪一座是珠峰呢?

我在這裡一直等到太陽落山的時候,因為太陽落山時夕陽曬在山頂上是呈現金色的,非常漂亮。

落日最後一縷光能夠照到的地方就是最高的地方,這就是珠峰的峰頂。前面兩座山離我們近一些,所以視覺效果看起來它們會更高一些,實際上最中間的山就是珠峰,它是完整的三角形的形態,非常壯美。

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南亞地區的霧霾會汙染青藏高原?

從登山路上回到南坡,回到南亞大陸的尼泊爾和印度,回到城市,我發現這個地區有很多汙染,也就是霧霾。

其實南亞地區的霧霾程度也非常嚴重,而我們非常關心這個地方的霧霾能不能翻過喜馬拉雅山到達我們的高原,畢竟現在我們的高原看起來非常潔淨。

上圖下方是我拍到的尼泊爾首都加德滿都,背後應該是皚皚雪山,但是因為霧霾什麼也看不到。上面左圖是霧霾的遙感圖,右邊是拍攝的航片圖。這個地區也有很大的霧霾,這些霧霾會不會隨著大氣流動飄過喜馬拉雅山呢?

2016年,我們又進行了一次珠峰科考。

這次我們帶了更先進的設備,一些在線儀器。包括貨櫃裡承載的很多設備,可以用來觀測PM2.5、PM10和其他一些汙染物。

我們在這裡進行了三個月的連續監測。這個地方的海拔大概在4400米,經過分析,我們發現南坡的一些氣流可以在48小時內經過高空級氣流的傳輸穿過喜馬拉雅山到達青藏高原內陸的很多地區,也就是說南亞地區的汙染物可以到達我們國家。

這些山谷的北坡冰川多,南坡冰川少,這個地區盛行常年向下的風,這種風可以把南坡的很多東西帶到青藏高原的內部來。

我臨時想到一個知識點,大家覺得鳥能不能飛過這座山?

在2010年左右,科學界一個頂級期刊發布了一篇論文,證明斑頭雁可以在12~24小時內飛越這座山,它可以巧妙地找到山谷裡的氣流協助它快速地飛過這座山,這也讓我們很好地認識這座山,為我們在這個地區開展研究認識鳥類行為帶來啟發。(註:此處應為兩篇論文,一篇是2011年的《PNAS》,一篇為2015年的《Science》。)

鳥類可以飛越,汙染物也可以傳輸到青藏高原,根據這些理解我們寫了圖中這本書,對這個地區的氣候變化進行了評估,而且也做出了很多科學的認識。

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攀登珠峰的意義

這是當時我乘飛機從西藏到尼泊爾經過喜馬拉雅山時看到的盛景。因為工作需要,我在這條航線上飛了十幾次了,每次看到它我就會回望一下我們登山的歷史和研究的歷史。

回望歷史,攀登珠峰象徵著什麼?

從1953年第一次登上珠峰,到2008年我們為了舉行奧運會,把火炬傳遞到珠峰上,它象徵著我們對人極限的超越和對自然的徵服。

永攀高峰,它的成功可以定格在登上峰頂那一刻,我們可以自豪地說我們徵服了這座山。

回望歷史,科學考察又經歷了什麼?

從1958年到1960年,我們花了那麼長的時間認識這個地區的天氣情況,並用來協助隊員在1975年登山;到2005年,我們再次對這個地區進行研究時,知道這個地區的氣候發生了變化;到2016年,我們知道這個地區的汙染物可以進入到高原。

包括我在內,科學家很少真正意義上能夠踏足珠峰的峰頂,但是科學的認知是沒有邊界和頂峰的,我們在接近一個頂峰以後,其實前面還有路,還要再進行下一個攀登。

2017年,第二次青藏高原綜合考察又啟動了,因為前幾十年我們發現了大量的現象,後來我們發現它是在變化的,那麼這些變化會有什麼影響?

2017年,國家的這項研究馬上就要正式啟動,科考隊員2000多人,分五年時間在5個大區和19個關鍵區進行全面考察。

第二次青藏高原綜合科學考察研究的區劃

相信以後大家有機會的話,也可以通過我們設置的一些項目到科考隊員的身邊,進入到青藏高原,來感受這個地方的變化和它的自然風貌。

我想說的是:我們應該把勇攀高峰的精神貫穿到我們永不停止的探索中。

珠峰是有高度的,但是對於科學、對於自身完善的認識是峰高無限,探索不止,我們需要永遠地攀登高峰。

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問答環節

提問:據說現在因為攀登珠峰的人很多,所以珠峰產生了很多的垃圾。請問我國有什麼辦法來處理這些垃圾呢?

張強弓:現在為了保護珠峰的生態環境,我們已經禁止遊客進入珠峰核心區遊覽了,這是我國西藏提出的珠峰保護措施。當然還有其他一些可以借鑑的生態保護經驗,比如,南坡的尼泊爾就要求每位登山者返回的時候必須帶上十幾千克的垃圾,這樣會形成一個良性循環,督促大家不要亂扔垃圾,如果扔了就要自己帶回來。

提問:大點兒的鳥能不能飛過珠穆朗瑪峰?

張強弓:目前我們觀測到能飛越珠穆朗瑪峰的鳥叫斑頭雁,它在全世界的分布很廣泛。我國的青海湖是斑頭雁遷徙時會經過的一個大型過境區,它每年會從喜馬拉雅山的南坡往北坡進行一次遷徙。

提問:珠穆朗瑪峰這麼高,它是石頭堆起來的嗎?

張強弓:地球表面是由多個板塊形成的,喜馬拉雅山是亞歐板塊和印度洋板塊碰撞時所形成。為什麼青藏高原沒有發現翼龍呢?因為翼龍生活在2億多年前,而喜馬拉雅山形成於大約7000萬年前,所以這一區域找不到翼龍。

延伸閱讀一

想衝頂珠峰?先挑個好日子!5月份的凌晨為什麼非常重要?

文 | 操秀英

本文轉載自微信公眾號「科技日報」(ID:kjrbwx),原文首發於2020年5月27日,原標題為《想衝頂珠峰?先挑個好日子!5月份的凌晨為什麼非常重要?》,不代表瞭望智庫觀點。

5月27日,2020珠峰高程測量登山隊成功登頂。

據中國登山隊隊長王勇峰介紹,測量登山隊的衝頂隊員上海拔8300米之上後,身體狀況一直良好,在山上遇到了一些積雪和吹雪,所以行進速度相對慢一點,到達第二臺階的時間比預計中的晚了1個半小時,原來預測到達頂峰需要7個小時左右。

「現在看來到達頂峰需要8到9個小時,應該在10點左右到達頂峰。」5月27日凌晨2時10分,2020珠峰高程測量登山隊開始衝頂,攻頂隊員從海拔8300米的突擊營地出發,向珠峰峰頂發起衝頂。

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為什麼登珠峰要選5月份?

數據顯示,從1953年人類首次攀登世界第一高峰――珠穆朗瑪峰以來,已有數十個國家的300多名登山運動員登上了世界最高峰,他們登山的時間都在5月。這並非偶然巧合,而是與當地氣候有關。

珠穆朗瑪峰位於青藏高原南緣的喜馬拉雅山脈中,山峰高出海面8000米以上,地理環境獨特,峰頂的最低氣溫常年在零下34℃,氣候非常惡劣。

扎西次仁 攝

每年的10月到第二年3、4月,是喜馬珠峰地區的風季,風速隨著海拔高度的升高而增大,在珠峰地區8000米高空,季候風沒有遮擋,非常強勁。

而每年6月到9月又是珠峰地區的雨季,由於印度洋暖溼氣流沿山谷而上,易凝結成雲雨,所以多出現雨雪交加或大風雪天氣,變化也非常快。

自然資源部國家基礎地理信息中心高級工程師張江齊介紹道,像這種大氣的流動,尤其在8000多米高度的大氣流動,通常情況下,是從大西洋這邊,一直吹,翻過喜馬拉雅。到了夏天的時候,印度洋的空氣開始向南推,和大西洋過來的會有一次衝撞。這衝撞發生的過程就在5月,就在這兒頂牛,頂牛的時候有一個靜止期。

即使在這個時機,也只有兩三次適宜於登山的好天氣,而且每次只有連續兩天半左右的好天氣。各個登山隊正是掌握了這裡的氣候特點,在4月份開始作好準備,最後在5月份突擊攀登珠峰的。

珠峰測量Vlog:在海拔5700米的III7點,時刻準備著。視頻來源:國測一大隊

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為什麼衝頂總在凌晨?

為什麼會選擇凌晨開始衝頂?

2020珠峰高程測量技術協調組組長黨亞民解釋道,選擇凌晨登山和珠峰的這個氣候條件是有關係的。一般來說都是在中午11點之前就必須下撤,因為下午以後,它峰頂上那個風特別大,就特別危險了,就是從登珠峰來說,中午1點鐘不管你登到什麼位置,都必須返回,這一次珠峰測量,還要在峰頂進行測量工作,還要留下時間,所以一般來說計劃就要(早上)七八點之前,儘量就登上珠峰的這個頂端,所以就是我們要在凌晨的這個一兩點就要出發了。

還有一個很重要的原因,凌晨雪不粘腳。黨亞民說,登山運動員穿的那個很重的爬山的那個靴子有四斤多重,如果雪再粘在上面其實也是蠻危險的,凌晨的時候雪是不粘的。此外,登山運動員都有一個頭燈,攀登時,頭燈照十幾米的距離,所以不存在看不見的問題,應該是很安全的。

扎西次仁 攝

延伸閱讀二

三次衝頂終成功!珠峰高度會被改寫嗎?

文 | 操秀英

本文轉載自微信公眾號「科技日報」(ID:kjrbwx),原文首發於2020年5月27日,原標題為《三次衝頂終成功!珠峰高度會被改寫嗎?》,不代表瞭望智庫觀點。

北京時間5月27日凌晨2時許,2020珠峰高程測量登山活動宣布正式開始衝頂。

此前4月30日下午, 2020珠峰高程測量正式啟動。衝頂組曾計劃在5月12日和22日衝頂測量,但均因天氣原因推遲衝頂計劃。

大地測量學家陳俊勇形象地給出測量珠峰的理由——就像父母會定期給自己不斷成長的子女量量身高一樣。「人類要不斷深入地認識自然,中國人要不斷深入地認識自己的國土。」

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啥時候能知道珠峰最新「身高」?

「在對數據分析、處理的基礎上,還要進行理論研究、嚴密計算和反覆驗證,才能確定珠峰精確高程。」 2020珠峰高程測量技術協調組組長、中國測繪科學研究院研究員黨黨亞民說。

此外,溫度、氣壓、折光環境等因素都會對測量產生影響,科學家需要通過複雜的計算消除誤差,得到精確的珠峰高程。這是一個系統工程,大概需要2到3個月時間。最後還要經過一定的審核程序,才會得出珠峰的確切「身高」。

珠峰高程測量的核心目標是精確測定珠峰高度,測量成果可用於地球動力學板塊運動等領域研究。精確的峰頂雪深、氣象、風速等數據,將為冰川監測、生態環境保護等方面的研究提供第一手資料。

黨亞民介紹,GNSS測量、水準測量、重力測量的成果結合早期相關資料,不僅可以準確地分析目前地殼運動變化影響情況,同時也可為後續的似大地水準面模型建立提供精確可靠的數據支持。精確的地面重力測量和航空重力測量成果可用於珠峰區域地球重力場模型的建立,以及地質調查、地震、地殼運動等問題的研究。

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都2020年了,為什麼還要給珠峰測「身高」?

在測繪者眼中,珠峰的歷史就是一部測繪史。

1717年(清康熙五十六年),清政府繪製的《皇輿全覽圖》明確標註了珠穆朗瑪峰的位置,並正式命名為「朱母朗馬阿林」( 「珠穆朗瑪」藏語意為「女神」「聖女」。「阿林」滿語意為大山)。

1748年的《乾隆內府輿圖》中,改為「珠穆朗瑪阿林」。而首次確定珠峰為世界第一高峰的,是以英國人華夫為首的探險隊在1852年用大地測量的方法,在印度平原上測定的,當時測定的珠峰高程為8840米。

新中國成立不久,中央人民政府就提出要「精確測量珠峰高度,繪製珠峰地區地形圖」,並將其列入新中國最有科學價值和國際意義的「填空」項目。

1960年,中國人成功登頂珠峰,實現了人類首次從北坡登頂珠峰的壯舉。新中國成立以來,我國測繪工作者已對珠峰進行過6次大規模的測繪和科考工作,並先後於1975年和2005年兩次成功測定並公布珠峰高程。

1975年,原國家測繪總局與總參測繪局共同對珠峰進行了測量,將天文點測到高度6336米,將重力點測到高度7050米。最後測定珠峰峰頂海拔高程為8848.13米(覆雪深度0.92米)。

1992年,中國測量隊與義大利登山隊合作,採用GPS技術及二等水準測量技術完成對珠峰複測。測算出珠峰雪面海拔高程為8846.37米。

1998年,中國測量隊與美國登山隊合作,對珠峰的高程又進行過一次複測,開展了平面控制測量、水準測量、天文重力測量、GPS聯測。因美國登山隊登頂失敗未能進行覘標交會。

2005年珠峰高程複測,我國測量隊採用了傳統大地測量與衛星測量結合的技術方法,並首次在珠峰峰頂測量中利用冰雪雷達探測儀測量冰雪厚度,經過嚴密計算,測得珠峰頂巖石面海拔高程8844.43米。

這一數據成為我國行政管理、新聞傳播、對外交流等活動及公開出版的地圖和教材中使用的權威數據。

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為何今年又對珠峰高程進行複測?

2020珠峰高程測量技術協調組組長、中國測繪科學研究院研究員黨亞民對媒體表示,重測珠峰高程主要有兩個原因:珠峰高度一定發生了變化;珠峰測量技術也有了大的飛躍,新技術可以明顯提升珠峰測量精度。

黨亞民解釋,長期來看,珠峰以每年4.4毫米的速度緩慢升高,這就意味著10年會升高4釐米左右,30年升高13釐米多。如果珠峰高程的測量精度在10釐米左右,那么二三十年後,就需要重新測量珠峰高程了。短期來看,一次地震也可能影響珠峰的高程。

今年是人類首次從北坡成功登頂珠峰60周年、中國首次精確測定並公布珠峰高程45周年,開展此次珠峰高程測量具有重要的歷史意義。

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首次應用北鬥系統,航空重力測量亮相

「2020珠峰高程測量綜合應用了多種技術手段,包括GNSS衛星測量、冰雪探測雷達測量、重力測量、衛星遙感、似大地水準面精化等多種傳統和現代測量技術,最終公布的海拔高程,是對多種數據進行綜合處理的結果。」 參與此次珠峰測量的自然資源部第一大地測量隊副總工程師劉站科告訴科技日報記者。

據了解,2005年珠峰高程測量時,GNSS衛星測量主要依賴GPS系統,而今年的珠峰高程測量行動將同時參考美國GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯和中國北鬥這四大全球導航衛星系統,並且會以北鬥的數據為主。

「北鬥衛星導航系統在2020珠峰高程測量中發揮了重要作用,不僅用於珠峰高程測量的基礎部分和外圍控制測量,也將用於登頂後峰頂的坐標測量和冰雪探測測量。」劉站科說。

劉站科介紹道,珠峰峰頂架設覘標上的GNSS測量設備以及峰頂冰雪探測雷達中集成的GNSS定位設備均可接收我國自主研製的全球衛星導航系統——北鬥衛星導航系統的數據。

登頂測量時,峰頂覘標GNSS接收機將依託北鬥衛星和珠峰地區以及外圍的GNSS監測網聯合同步觀測,從而確保精準的峰頂坐標獲取。同時,峰頂冰雪探測雷達測量獲取的北鬥衛星導航定位數據將確保計算的峰頂冰雪層厚度以及地形數據的精度。

值得一提的是,此次測量將運用航空重力測量技術,以提升測量精度。這也是我國首次在珠峰區域開展航空重力和遙感綜合調查。

2020年珠峰高程測量任務包括地面和空中測量兩個部分,空中測量任務由「航空地質一號」完成,包括航空重力和遙感測量,它能夠快速、高效、高精度地獲得珠峰高程的關鍵數據。

其中,航空重力測量數據能夠解算出更高精度的大地水準面(即海拔高程系統的起算面)測量結果,可以將珠峰地區大地水準面精度從米級提高到釐米級,從而讓珠峰的「身高」更精確。

此次航空重力測量將一系列複雜的測量系統裝在飛機上,包括兩套自主研發的國產航空重力儀、兩套進口重力儀、一套ADS100航空攝像機和一套雷射雷達測量儀。除了重力測量外,航空遙感數據能夠獲得大範圍、高精度的珠峰及周邊區域三維地形測量結果,如同拍攝一張上億像素的珠峰全景高清大圖。

本次珠峰高程空中測量飛行高度為9800米——10250米,使用了多種處於世界先進水平的機載設備,包括兩套自主研發的國產航空重力儀、兩套進口重力儀、一套ADS100航空攝像機和一套雷射雷達測量儀。

執行此次任務的「航空地質一號」飛機是處於國際領先水平的專業測量平臺,由中國地質調查局航空物探遙感中心完成改裝設計,具備海拔高度達到10500米的飛行能力,是目前世界上唯一的一架集成航空重力、航空磁力、航空攝影和航空高光譜4個測量參數為一體的飛行平臺,珠峰空中測量工作的順利開展進一步驗證了該平臺的全疆域調查能力,實踐證明它完全能夠滿足國家對珠峰航空重力和航空遙感測量的要求。

我國此前不具備在珠峰地區開展航空重力和遙感綜合調查能力,相關數據資料一直空白。近年來,在國家有關技術裝備專項和研發項目的支持下,我國航空物探遙感技術裝備體系不斷完善、調查測量能力大幅提高,已經處於世界先進水平。

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國產設備顯身手

此次珠峰測量任務中,國產設備擔當重任。這是我國首次全程採用國產北鬥高精度定位設備進行珠峰高程測量。

華測導航在接到為2020珠峰高程測量提供北鬥高精度定位設備的任務,立即聯合研發、工藝、製造、北鬥裝備等相關部門的精銳力量,成立專項小組。

珠峰高程測量、尤其是峰頂的測量,既是對人類身體極限的挑戰,也是對產品相關性能、參數和指標的挑戰。8800米以上的高度,最低氣溫可達-45°C,氣壓只有30kPa(正常情況下是101kPa),設備面臨著低溫、低壓的雙重考驗。在這樣極端的環境中,測量隊員穿著厚厚的防寒服、戴著厚厚的手套,加之缺氧,如何讓設備操作最簡單、最可靠,是極大的挑戰。最為重要的是,峰頂的測量必須確保一次成功,決不允許有返工和重測。

為滿足這些極為嚴苛的要求,研發團隊以此前提供給軍方使用的,經過環境適應性、安全性、可靠性等嚴格測試的成熟的北鬥高精度接收機為基礎,並針對此次的任務需求,從接收機到配件,均進行了優化設計改進,確保任務的一次成功。

2020年4月5日,華測導航在拉薩參加2020珠峰高程測量出徵儀式,正式將GNSS設備捐贈給國測一大隊。

「經過多年的技術積累和市場競爭,國產測地型GNSS接收機以及核心元器件不僅實現了國產化,性能和質量上也達到了與國外同類產品基本相當的水平,採用國產接收機還可增加我國北鬥衛星導航系統數據接收、處理功能,在技術上更加先進,也更加可控,同時擺脫了對美國GPS衛星導航系統的依賴。」 中國測繪科學研究院有關負責人表示。

此外,「出徵」測高任務的雪地雷達、天頂儀、重力儀、峰頂覘標、用於三角交會測量的超長距離測距儀等設備均為國產儀器。我國最新的測繪基準體系建設成果也應用於此次測量。

原標題:《「我們在接近一個頂峰以後,其實前面還有路」…一次又一次的攀登,究竟意味著什麼?》

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