記者 | 肖恩
世界之巔珠穆朗瑪峰究竟有多高?怎麼測出來的?
為了測量珠峰最新的準確高度,35名中國測量登山隊員本月再次向峰頂進發,預計在27日登頂。這是繼1975年、2005年兩次公布珠峰高度之後,中國測量登山隊再次開啟的測量行動。2005年,原國家測繪局測得珠峰峰頂巖石面海拔高程*為8844.43米。(*高程是指某點沿鉛垂線方向到絕對基面的距離)
實際上地殼運動、氣候變暖導致冰雪層融化,以及日趨精確的測量技術,都會讓珠穆朗瑪峰的高度出現微妙變化。
2015年4月,尼泊爾距離珠峰200公裡的地區發生8.1級大地震,是短期內最有可能改變珠峰高度的事件。有科學家預測,這次地震可能使珠峰「縮水」3釐米。1934年,尼泊爾的一場地震就使珠峰「矮」了約63釐米,當時震中離珠峰只有9.5公裡。
在西方國家,珠峰被稱為「埃佛勒斯峰」,這是1865年英國人用曾任英屬印度測量局局長的喬治·埃佛勒斯(George Everest)的姓命名,以此來昭示英國對珠峰的「首次發現」。但這一名稱並不為我國接受。
美國有線電視新聞網《紐約時報》和《印度時報》等媒體都報導稱,埃佛勒斯的繼任者華歐(Andrew Waugh)僱傭的一支印度團隊是世界上首次測量出珠峰高度的隊伍,由印度數學家希克達爾(Radhanath Sikdar)領銜。
他們採用的是三角大地測量法,即運用三角幾何學中「勾股定理」的基本原理,通過山腳下幾個定點與珠峰之間的水平距離,以及與峰頂的之間角度,推算出珠峰高度。這一測量原理一直沿用至今。
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那是在1852年,珠峰還被稱作第十五峰(Peak XV)。四年後,英屬印度測量局正式宣布珠峰高度為8840米。
但他們最初的測量中並未解決大氣折射帶來的不確定因素。由於光線受大氣密度影響發生偏折,產生類似海市蜃樓的效果,使物體高度與實際產生偏差,影響測量結果的精確性。最終公布的數據是經過調整的結果。
實際上,在那之前的1715年,清政府就派人專程進入西藏測繪地圖。當時他們採用經緯測圖法(經緯儀三角測量)和梯形投影法對珠峰的位置和高度進行了初步測量,成果體現於我國首次用現代技術對國土進行測量並繪製的地圖——《皇輿全覽圖》中。在這幅地圖上,珠峰以山形符號被標出,並定名為「朱母郎馬阿林」。
隨後一百多年裡,又有多次為珠峰測高的嘗試。義大利、法國、瑞士先後派出測算隊伍,但受測量技術等因素影響,測量結果很難得到國際社會一致認可。1999年,美國國家地理學會的團隊使用全球定位系統(GPS)測算出的8850米,就不為中國和尼泊爾等國家承認。
目前全世界廣泛承認的8848米來自1955年印度測量局的測量結果,當時該團隊把三角測量法推進到尼泊爾境內。
新中國成立之初,中央政府便提出了「精確測量珠峰高度,繪製珠峰地區地形圖」的要求,先後對珠峰進行過6次大規模的測繪和科考工作。1975年中國首次將測量覘標矗立於珠峰之巔,並精確測得珠峰海拔高程為8848.13米。
雖然珠峰南坡在尼泊爾境內,但直到2019年該國才首次派出自己的測量隊伍,目前尚未公布測量數據。
在傳統的三角測量法的基礎上,現代GPS技術、氣象探測技術、登山裝備技術及地學理論方法的完善,為更加精確的測量珠峰高程創造了必要的條件。
但時至今日,測量珠峰高依舊難點重重。首先是短暫的登頂天氣周期:無雲遮擋、無風阻撓。從北坡登頂的窗口期只有一周左右,出現在每年的5月前後。
即便採用GPS技術測量高度,前提也是有人將GPS接收器放置在峰頂。因此攀登珠峰是測量過程中最關鍵的一步。
其次,地理學家們對測量結果是否應加上峰頂冰雪層也有爭議。冰雪層厚度會因氣候變化而變化,2005年中國利用雷達測深技術首次測得冰雪層厚度為3.5米,但當時公布的珠峰高度是其「淨身高」,也就是峰頂巖石面的海拔高度。
而印度洋和亞歐板塊的運動也導致珠峰高度一直處於動態中。長期來看,珠峰每年都以約4毫米的速度緩慢升高。
此外,地球的形狀也會影響測量結果的準確性。地球是一個兩極稍扁、赤道略鼓的不規則球體,從地心到各個海面的距離不盡相同,也就是說,海平面並不是平面。因此精確珠峰高程,首先要先確定珠峰腳下的海拔零點。以往中國採用的是山東青島黃海驗潮站所確定的平均海面作為水準基面。
這也意味著,人們站在山腳下目之所及的珠峰高度實際上低於真實高度,因為視線起點並不是珠峰腳下的海拔零點。此次珠峰複測,所要測量的就是珠峰和地球之間引力方向上的高度。
如果以地心而不是海平面為測量基準的話,接近赤道的南美厄瓜多「聖山」欽博拉索(Chimborazo)的高度就超過了珠峰,但其海拔高度僅為6310米。
此次中國團隊採用自主研發的北鬥導航衛星系統,國產測繪儀器裝備全面承擔測量任務,並輔以GNSS衛星測量、雪深雷達測量、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的應用,讓珠峰的「身高」更加精準。
珠穆朗瑪峰位於中國與尼泊爾邊界的東段。此次珠峰高程測量正值中尼建交65周年之際,也是人類首次從北坡成功登頂珠峰60周年,因此具有重要的歷史意義。
珠峰高程測量的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、氣象和風速等數據,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。