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世界第一高峰珠穆朗瑪峰有多高?
大部分人會以印在課本上的8848米來回答。一些人也許得知2005年曾更新過一次數據,把高度改為了8844米。
要徵服這座高峰已經是世紀難題,人們又是如何測量高度,得到一個普遍認可的數值?
實際上對於珠峰的高度問題,在國際中一直都存在爭論。許多國家都曾慕名而來,不僅挑戰登頂珠峰,更要在頂峰完成嚴密的測量。
而中國領土內的山脈,第一個測量出高度的並不是中國人。中國人自己測量的成果,卻一度不被國際上承認。
珠峰是我國領土內的山脈,卻因為山高地遠而人跡罕至,充滿神秘。即使在登山裝備相對發達的現代,人們依然對這座高山望洋興嘆。山峰高聳入雲,但當時還無人知曉這究竟是不是世界最高峰。
難道我國古代就從沒有人對它動過測量的念想嗎?其實還真有,只不過測量的不是高度,而是經緯度。
在1719年,康熙時期,清政府就曾派專員進行了一次全國土地測繪。根據測繪結果出版過一副地圖《康熙皇輿全覽圖》。
地圖中詳盡記載了當時國土疆域的位置,其中明確地標出了珠峰的經緯度,但是關於高度的信息還是空白的。
這是記載中,我國對於珠峰地理信息最早的記錄,而即使到這時,依然沒出現有人登上珠峰的證據,更別說測高了。
康熙皇輿全覽圖(部分)
世界最高峰的名聲自然也引發了世界各國的興趣。許多外國人也想著徵服珠峰,企圖率先填補未知的高度這片空白。
中國人暫時測不了,英國測繪局倒先跑來,成為了測量珠峰高度的第一人。1852年,英屬印度測繪局長安德魯·華歐帶來一隊測繪隊徵服珠峰。
4年後,英國公布了這次測量得到的珠峰高度——8840米。這是國際上公認的第一次測得珠峰高度,而珠峰也因此獲得了世界第一高峰的榮譽稱號。
隨後,他們以測繪局前任局長喬治·埃佛勒斯(George Everest)的名字,把珠峰命名為Mount Everest。
雖然英國人的測量已經揭開的珠峰高度的神秘面紗,但測珠峰行動仍未停止。世界各國也許對這個數據不信服,也許是想親力親為測得高度,反而激發了更濃烈的登峰與測距熱潮。
來自印度、法國的測繪隊隨即跟上,測出珠峰高度,但都沒有公布數據。1954年,印度人再次來到珠峰進行第二次測繪,公布得到8848米的高度。
這個數據與後來我國的官方數據一致,但課本上對於珠峰的高度描述並不是出於印度測繪,而是來自我國1975年的一次測量。
珠峰作為本土山脈,中國人對其探索自然也不甘落後。在陝西西安,有一支國家測繪地理信息局第一大隊測量隊,簡稱國測一大隊。他們就曾6次攀上珠峰,只為得到一個精確的高度數值。
攀登珠峰已是險象環生,實際測繪更是危險與難度驟增。由於地球是一個橢圓,首先要確定高聳的山峰具體對應的大地水準面就十分困難。
也就是說,珠峰測高的0米起點究竟在哪?
在過去幾十年中,我國測量人員就為了獲得這一基點位置而付出了不懈努力。通過在青島一個驗潮站長達18年的觀測,才確定了這樣一個全國統一的高程起算基準面。
我國水準零點紀念碑位於青島市
1966年,國測一大隊第一次進入珠峰測區進行測量。兩年後的1968年,大隊再次行動。
攀登的體力與測繪的腦力並行,這兩次測量總算是邁出了我國對珠峰測高的第一步。
但由於沒有登頂,也就無法得出完整數據。
直到1975年,國測一大隊再次出發,不僅登頂珠峰,也最終完成了高度測量。
為了苛求精準的數值,國測隊考慮採用水準測量、氣壓高程測量、三角高程測距等多種測繪方法。
所謂水準測量,也就是利用水準尺和水準儀,高精度地測量高度差,但這種方法對於地形要求比較高,只能在相對平整的部分階段使用。
而氣壓高程測量則是根據氣壓隨高度變化的規律,測量氣壓推斷高度差。在氣象變化多端的高原地帶,這種方法的精確度也就不能滿足要求了。
而三角測量法,原理其實很簡單,就是中學的基礎數學知識勾股定理,但實際要取得數據卻得歷經艱難困苦。
測繪隊員從青島的水準原點出發,每隔最多60米就需要確定一個測量點,在測量點兩端設立起兩個標尺,結合路程和角度數據計算出兩個測量點的高度差,通過高度差的不斷累加,最終得到從山腳到山峰的高度數據。
這樣一來,測繪隊員們從山腳到山頂的徒步攀登途中,不斷「畫出」類似的三角形,最終需要建立起大量的觀測點,總數甚至超過1萬個。
這本身也是隊員體力損耗的巨大挑戰,除了長途跋涉之外,他們還面臨著嚴寒風雪、雪崩雷擊等種種惡劣狀況。
最後一步,在珠峰之巔架起覘標,與珠峰腳下布下的6個觀測點相呼應。這樣形成的6個不同的三角形聯測,進行水平角和垂直角的觀測,確定平均值。
再經過天文、重力以及氣象測量的修正之後,用勾股定理計算才得出這來之不易的數值。這時得到的高度數據還要減去峰頂的雪層厚度,才算是珠峰的真實高度。
這一次,中國公布了珠峰測量的高度為8848.13米。四捨五入後的8848米因此成了中國對於珠峰的官方判定寫進了地理課本。
中國人終於測出了珠峰的高度,而國際間的競賽仍然火熱進行。1992年,義大利與我國展開合作,聯合進行珠峰高度測量。
這次義大利搬來了先進的探測儀器,採用GPS衛星測量法實施測繪。通過建立一個與地球形狀最大程度契合的橢圓,再利用GPS獲得珠峰相對參考橢圓的三維坐標。最後將參考橢圓與真實地球的數據比對,得出珠峰的高度為8849.04米。
但由於測量的關鍵技術由義大利方完成,這個數據沒有被我國採用為官方高度。
1995年,美國也來進行了一次「千禧年珠峰測量」計劃。在1999年5月,他們宣布了珠峰高度的測量結果為8850米。
各國對於珠峰的高度眾說紛紜,誰也不服輸。於是美國國家地理學會站了出來,只承認三個數據作為珠峰高度的參考。
分別是英國人安德魯測得的8840米、印度人測得的8848米和美國人測得的8850米,其中並沒有本土國中國的測量數據。
對於珠峰測量充滿爭議,其中一個主要的測量難點在於如何確定峰頂雪層的厚度。
我國1975年的測量中也考慮了這個問題。當時一位負責測量雪層厚度的女測繪員潘多就詳細說明了測量過程。
她用一根直徑4、5釐米的木頭杆子直接插進雪層,直到插不動為止,這時估計杆子已經到達堅硬的巖石層,於是可以測得的插入深度就為雪層的厚度。
然而,這種測量方式也受到了許多爭議,在疏鬆的雪層之下,其實還有一層堅硬無比的冰凍層,用木頭杆子顯然是無法直接插到巖石層裡的。
於是當年我國測量得到8848米高度在質疑聲中搖搖欲墜,站不穩腳跟。
於是時隔30年後,2005年中國重新開啟了測量珠峰的計劃。
測繪隊嚴謹地採用三角測量、水準測量等經典方法,再結合GPS衛星測量新技術,再測珠峰。經過多項測量的加權,這一次得到珠峰巖面8844.43的高度數值。
這成為了目前我國官方承認的珠峰新高度。
2005年進行珠峰複測過程
同時,由於珠峰地處亞歐大陸板塊與印度板塊之間,板塊運動不斷對珠峰造成影響。
如今板塊仍然在運動,而青藏高原上的珠峰高度也隨之變化。
有一種說法稱,目前珠峰正每年以毫米級別的高度在長高,所以在人類測繪的進程中,對珠峰的高度測量也不會因此而停止。
很快,我們又將更新珠穆朗瑪峰的高度,現在要做的就只是靜候佳音。
郭春喜, 王斌, 程傳錄, et al. 珠穆朗瑪峰高程測量[J]. 地球科學與環境學報, 2009(1):106-110.
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原標題:《為什麼鐵打的「世界第一高峰」會有那麼多不同的官方高度?》
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