5月27日，2020珠峰高程測量登山隊成功登頂珠峰，並於當天完成了珠峰量身高測量。這意味著，不久之後，在青島「中華人民共和國零點景區」內樹立的珠穆朗瑪峰8844.43米的海拔，即將重新改寫。近日，記者來到距離珠峰數千公裡之外的青島觀象山，世界最高峰珠穆朗瑪峰海拔的起算點——中華人民共和國水準原點就裝此處。
從不開放的神秘石屋
在青島市北區有一處觀象山公園，園區不大，植被茂密，綠樹成蔭。從山腳下沿階梯徒步而上，十幾分鐘就能走到山頂。頂部有一座造型別致的小石屋，外層由雕花石柱合圍，內層還有綠色柵欄保護。石屋大門緊鎖，沒有掛牌，且從不向公眾開放，看上去十分神秘。
這處石屋建於1954年，屋內有口旱井，井下鑲嵌著一顆拳頭大小、價值不菲的瑪瑙，點位有18釐米長，這裡就是世界最高峰珠穆朗瑪峰海拔的起算點——「中華人民共和國水準原點」。「最初的水準原點具象是一塊被磨平的自然山石，後來又用質地更為堅硬的瑪瑙來代替。」國際歐亞科學院院士李乃勝告訴記者，由於瑪瑙的熱脹冷縮係數比較小，可以保證海撥原點的精度。「水準原點由一個原點、兩個附點、三個參考點和一個驗潮站共同組成，它不僅是珠峰起測點，也是中國大地山川身高測量的起點。」
所謂水準原點，即水準測量傳遞海拔高程的基準點。通俗來說，就如孩童測量身高時，需要在牆上刻畫橫線，而最初劃定的那條橫線，就是以後再次測量身高的起算點，成為一個測量標誌，水準原點就相當於那條作為起算點的參考線。
「我國在全國各地的高山山頭等處設置了一級水準覘標，從位於青島的水準原點到這些覘標的高程測量，測繪工作者必須徒步前進，分段觀測。每隔幾十米設一個站，每個站要往返觀測，精確確定高程。以一級水準覘標為基準，附近又可以輻射二級、三級水準覘標，用於確定各地海拔高度。」李乃勝說。不過，測量珠峰高程，並不是從青島起測，測量隊只需從西藏拉孜縣起測，然後結合前期取得的拉孜相對水準原點的精確高程，即可獲得最終數據。
水準原點不是「零」
這個水準原點是怎麼來的呢？「1952年，國家測繪部門專門對沿海一些驗潮站高程基準點進行調查，準備籌建一個國家水準原點，而建於1898年的青島驗潮站，因為多年來的潮汐觀測數據和經1950年改造後增設自動驗潮儀，在眾多海域中勝出。」李乃勝說，1954年10月，中華人民共和國水準原點定位於觀象山。
與大多人的認知不同，水準原點並不是海拔「零米」，而是海拔72.2604米，也就說，從這裡起算的海拔總數需要減掉72.2604米，才能得出實際海拔高度。
那麼，水準原點為什麼不從零開始計算呢？「國家規定以黃海海平面作為高度起算標準，也就是說零是從黃海海平面取的。不過，由於海面有潮起潮落，始終起伏不定，自然界很難找到一個固定的點，正好是海拔零米，所以就需要通過持續觀測海面高度並進行多年記錄，然後根據記錄數據，計算出一個平均海水面高度作為基準海平面，並設立永久固定測量標誌，向外傳遞高程。」李乃勝院士介紹，基準海平面的確定要根據多年不斷的驗潮資料計算得出，這個時間至少要達到潮汐變化的一個周期，大約是19年。青島是全國潮汐資料積累最早的城市，從1898年就開始有潮汐資料記載，1956年的黃海高程系就是參考了青島積累的潮汐資料，確定觀象山上水準原點的高程為72.289米。
「隨著潮汐觀測資料越來越系統和豐富，我國對基準海平面高程進行了校對，1985年我國核定國家水準原點的高程為72.2604米，現在觀象山上的水準原點海拔即為72.2604米，這裡也是1985國家高程基準的唯一起算點。全國各地所有高程測量從水準原點起算，就是其海拔高度。」李乃勝說。
那為什麼不找一個零海拔的水準原點呢？專家介紹，除了零海拔的地方地質不穩定，很難找到一個固定的點作為水準原點，另外海邊風浪等容易對水準原點造成破壞，很難成為永久測量標誌。
選在青島因「天時地利」
青島為何能夠在眾多沿海城市中脫穎而出，成為國家唯一測量標誌的所在地呢？李乃勝告訴記者，青島觀象山最終被選為水準原點，主要有三個原因。
首先是地質結構穩定。青島地下結構為花崗巖，且中間沒有斷裂帶，地質結構穩定，沒有地震和自然災害。中國沿海從鴨綠江口一直到廣西雲南一帶整個海岸線，青島是為數不多的幾個非常穩定的地區之一，所以把水準原點放在青島更有價值。
其次是地理位置的優勢。青島地處中緯度地區，位於從南到北大致居中的位置，把這個點放在青島，更能代表全國的平均海水面，便於向外傳遞高程。
還有一個最重要的因素，是青島是最早開展現代科學研究的城市之一，青島驗潮站具有百年驗潮的數據。中國最早的現代氣象觀測在青島，最早參加國際測量活動的萬國經度測量就在觀象山上。
水準原點在日常生活中的應用很廣泛，例如南水北調工程，需要多地工人同時在不同的省市施工，如果沒有一個統一的海拔高度標準，各地的施工標準不一，建好後水也流不過來。
再比如像高鐵建設，也是分段施工，而且精度要求極高，一段一段的橋梁最後連接到一起通車，分毫不差，都和統一的高程有密切關係。
甚至地震預報，全世界目前比較有效的辦法，就是在水準原點的基礎上，進行大的斷面帶之間嚴格的連續觀測，來判斷出它的加速情況，做出中長期預報。所以，水準原點的作用是方方面面的，和每個公眾的生活都密切相關，只是我們有時候感受不到而已。
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青島與北京時間相差1分16秒
在觀象臺的身後，有一座萬國經度測量紀念碑，它的存在與水準原點一樣，對青島乃至全國有著特殊的意義。
1986年，青島市政府和中國天文學會合立了這座紀念碑，碑上有一組數據，是東經120度19分，北緯36度04分，這兩行字的中線到地面，就是青島市最中心的位置，是為了紀念1926年和1933年，青島觀象臺作為中國唯一的代表參加了國際兩次經度測量。實際上東經120度19分換算成時間的話，就是8小時01分16.812秒，也就是說，北京時間8點鐘，青島實際上是8小時01分16秒。北緯36度04分就是當地的地理緯度角，換句話說就是在青島地區看北極星的高度。如果在青島迷路找不到北了，來這裡，看地面球頂所指的位置，就能找到北。
山東商報 速豹新聞記者 張舒
山東商報·速豹新聞編輯 崔妮娜