珠峰“身高”是怎么測(cè)出來的
8848.86米！12月8日，基于全球高程基準(zhǔn)的珠穆朗瑪峰最新雪面高程一經(jīng)發(fā)布，旋即引起網(wǎng)友熱議。珠穆朗瑪峰有多高？提及此問，不少國人可能會(huì)下意識(shí)地直接說出“8848.13”“8844.43”這兩個(gè)數(shù)字。今天，這一數(shù)字又進(jìn)一步增長(zhǎng)，達(dá)到“8848.86”。為什么要在今年重新測(cè)量珠峰高度？珠峰的“身高”到底是怎么算出來的？測(cè)量珠峰，又能帶給我們什么？帶著這些問題，記者采訪了相關(guān)專家。
時(shí)隔十五年，為何我國又對(duì)珠峰高度重新測(cè)量
1975年，中國測(cè)量隊(duì)員首次將覘標(biāo)帶上珠峰峰頂，測(cè)出8848.13米的高度；2005年，中國測(cè)量人再次登頂，更新了珠峰的“凈身高”——8844.43米；2020年5月27日，時(shí)隔十五年，中國測(cè)量人又一次登上珠峰峰頂，成功獲得珠峰高程測(cè)量的最新數(shù)據(jù)。
很多人也許會(huì)有疑問，現(xiàn)在技術(shù)已經(jīng)很發(fā)達(dá)了，為什么不選擇乘坐直升機(jī)上山，或者用遙感衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)量？2005年中國已對(duì)珠峰進(jìn)行測(cè)量，15年之后再測(cè)，這個(gè)間隔會(huì)不會(huì)太短？動(dòng)用大量人力物力對(duì)珠峰進(jìn)行測(cè)量，究竟有哪些重要意義？
“衛(wèi)星遙感影像現(xiàn)在主要用于地表的監(jiān)測(cè)，它也可以獲得地表位置的一些信息。”2020珠峰高程測(cè)量技術(shù)協(xié)調(diào)組組長(zhǎng)、自然資源部中國測(cè)繪科學(xué)研究院研究員黨亞民說，“就目前來說，衛(wèi)星遙感影像測(cè)量的精度還是不夠，能得到的高程方面的精度大概是兩米。”
黨亞民介紹，衛(wèi)星遙感影像測(cè)的是雪面高度，如果沒有人到珠峰峰頂上去，就無法對(duì)峰頂?shù)难┥钸M(jìn)行測(cè)量，這樣獲得的數(shù)據(jù)精度就不夠準(zhǔn)確。此外，珠峰峰頂氣流不穩(wěn)定，多大風(fēng)、氣溫低，測(cè)量型無人機(jī)目前還無法在峰頂飛行，飛機(jī)螺旋槳引起的風(fēng)還極有可能引起冰雪的崩塌。
自然資源部大地測(cè)量數(shù)據(jù)處理中心主任郭春喜告訴記者，珠峰高程測(cè)量是一項(xiàng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目瓶柬?xiàng)目，使用衛(wèi)星遙感影像等新技術(shù)、新手段測(cè)量，雖然也能獲得大致數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)較為單一，無法與其他數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。“因此，我國在測(cè)量珠峰時(shí)一般都會(huì)選擇人工登頂測(cè)量這種傳統(tǒng)測(cè)量方法和衛(wèi)星遙感測(cè)量等新型測(cè)量技術(shù)相結(jié)合的方式，以使珠峰高程測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。”郭春喜介紹，一般而言，測(cè)量團(tuán)隊(duì)有“內(nèi)外業(yè)”之分，外業(yè)測(cè)量隊(duì)員負(fù)責(zé)進(jìn)行野外實(shí)際測(cè)繪，并將獲得的一手?jǐn)?shù)據(jù)提供給內(nèi)業(yè)專業(yè)技術(shù)人員分析處理。
郭春喜表示，2015年4月，尼泊爾發(fā)生了8.1級(jí)大地震。國際上對(duì)這次大地震對(duì)珠峰高度是否會(huì)產(chǎn)生影響較為關(guān)注；此外，珠峰也一直在發(fā)生長(zhǎng)期性和隨機(jī)性的變化，有必要及時(shí)更新相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
此次測(cè)量的科學(xué)性、可靠性、創(chuàng)新性明顯提高
“珠峰高程就是珠峰的海拔高。”郭春喜說，“受地球板塊運(yùn)動(dòng)和地震等因素影響，我國青藏高原地區(qū)的環(huán)境持續(xù)變化，而對(duì)珠峰‘身高’進(jìn)行測(cè)量，就可以比較直觀地觀測(cè)到這一變化的過程。”
郭春喜告訴記者，對(duì)測(cè)繪科技工作者而言，珠穆朗瑪峰有“雪面大地高”“雪面正常高”“雪面海拔高”“巖石面海拔高”四個(gè)高程，珠峰高程數(shù)據(jù)處理即圍繞這四個(gè)高程進(jìn)行精確解算。
郭春喜表示，地球表面地形起伏巨大，科學(xué)家們假設(shè)靜止的海水面向大陸延伸，把地球包裹起來形成“大地水準(zhǔn)面”(珠峰高程即珠峰海拔高，即峰頂?shù)酱蟮厮疁?zhǔn)面的距離)。然而，大地水準(zhǔn)面涉及地球內(nèi)部實(shí)測(cè)重力，人們又無法通過地面測(cè)量直接獲得地球內(nèi)部的重力值，這就需要科學(xué)家們把珠峰地區(qū)現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)、分辨率高、數(shù)量龐大的重力數(shù)據(jù)、水準(zhǔn)數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)和衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)綜合計(jì)算，從而得到珠峰的準(zhǔn)確“身高”。
2020年5月27日，中國珠峰測(cè)量登山隊(duì)員在珠峰峰頂架起紅色覘標(biāo)，珠峰腳下6個(gè)交會(huì)點(diǎn)的測(cè)量隊(duì)員實(shí)測(cè)了交會(huì)點(diǎn)到峰頂覘標(biāo)點(diǎn)的斜邊距離及垂直角度，由此可以計(jì)算出峰頂覘標(biāo)點(diǎn)相對(duì)交會(huì)點(diǎn)的高度差，加上已知交會(huì)點(diǎn)的大地高，就得到珠峰雪面大地高。與此同時(shí)，峰頂GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))接收機(jī)接收以北斗衛(wèi)星為主的各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)，再用專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件獲得峰頂平面位置和大地高，并與傳統(tǒng)交會(huì)測(cè)量取得的成果進(jìn)行校驗(yàn)與融合。
利用多種技術(shù)手段，科研人員收集了珠峰及鄰近地區(qū)100多萬平方公里最新地形數(shù)據(jù)，總量達(dá)1.44億條。
“與2005年相比，珠峰高程測(cè)量的科學(xué)性、可靠性、創(chuàng)新性明顯提高。”郭春喜介紹，2020年中國珠峰測(cè)高數(shù)據(jù)處理主要包括GNSS控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、高程控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理等7個(gè)步驟。獲得測(cè)量數(shù)據(jù)后，近50名專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)過一系列嚴(yán)密計(jì)算，獲得了我國國家高程基準(zhǔn)的珠峰峰頂雪面海拔高，并將這一成果與尼泊爾的測(cè)量結(jié)果進(jìn)一步融合，從而得到基于全球高程基準(zhǔn)的珠峰峰頂雪面海拔高——8848.86米。
測(cè)量珠峰能帶給我們什么
新中國成立后，中國多次開展珠峰高程測(cè)量，多次向世界公布珠峰高程，彰顯了中國測(cè)繪工作者的拼搏奮斗精神。專家表示，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(cè)定并公布珠峰高程45周年，開展此次珠峰高程測(cè)量具有重要的歷史意義。
“測(cè)繪工作能夠?yàn)槠渌S多學(xué)科提供基礎(chǔ)支撐。珠峰高程測(cè)量所獲得的GNSS、水準(zhǔn)、重力以及氣象測(cè)量成果，可用于冰川變化、地震、地殼運(yùn)動(dòng)等問題的研究。而精確的峰頂雪深、氣象和風(fēng)速等數(shù)據(jù)，也將為冰川監(jiān)測(cè)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面的研究提供一手資料。”自然資源部第一大地測(cè)量隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)李國鵬說，“我國每一個(gè)時(shí)期的珠峰高程測(cè)量都凝聚了當(dāng)時(shí)國家的最高科技水平。精確測(cè)定珠峰高程是一次挑戰(zhàn)生命極限的科學(xué)探索，是人類認(rèn)識(shí)地球的重要標(biāo)志，是國家主權(quán)、科技水平與綜合國力的象征，也凝結(jié)著一代代測(cè)繪人對(duì)祖國的無限忠誠。”
“珠峰是地球的第三極，也是地球上的最高峰。回答珠峰隆起的具體量級(jí)一直是地球科學(xué)工作者關(guān)注的科學(xué)問題。”中國科學(xué)院院士、大地測(cè)量學(xué)家楊元喜表示，由于測(cè)量珠峰高度難度極大，因此世界各國科學(xué)家和國外相關(guān)機(jī)構(gòu)都將珠峰高程測(cè)量作為一個(gè)重大的科學(xué)難題予以高度關(guān)注。“精準(zhǔn)的珠峰高程測(cè)量成果，體現(xiàn)了國家綜合實(shí)力和科技發(fā)展水平，更是國家主權(quán)的象征，具有重大的國際影響和社會(huì)效益。”
(本報(bào)北京12月8日電 本報(bào)記者 張亞雄)
《光明日?qǐng)?bào)》( 2020年12月09日 08版)