2020珠峰高程測量登山隊(duì)隊(duì)員成功完成7500米無氧拉練。自然資源部供圖
西藏自治區(qū)氣象局2020珠峰高程測量氣象探測保障服務(wù)隊(duì)施放高空氣象探測氣球。自然資源部供圖
2020珠峰高程測量登山隊(duì)隊(duì)員開展峰頂覘標(biāo)操作練習(xí)。自然資源部供圖
珠峰金頂。自然資源部供圖
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1975年,我國測得珠峰海拔高程為8848.13米;2005年,測得珠峰峰頂巖石面的海拔高程為8844.43米;今年,我國測量登山隊(duì)隊(duì)員再次登頂,測得珠峰的最新高程為8848.86米。
什么是珠峰高程?它是如何測算出來的?本次測高和前兩次又有何不同?珠峰測高的意義何在?
8848.86米!12月8日,中國、尼泊爾兩國向全世界正式宣布,珠穆朗瑪峰的最新高程為8848.86米。這一基于全球高程基準(zhǔn)的珠穆朗瑪峰雪面高程一經(jīng)發(fā)布,便成為熱門話題。圍繞讀者關(guān)心的一些問題,記者采訪了相關(guān)專家。
收集珠峰及鄰近地區(qū)100多萬平方公里的最新地形數(shù)據(jù)1.44億條
珠峰高程即珠峰海拔高,是峰頂?shù)健按蟮厮疁?zhǔn)面”的距離。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”。然而,大地水準(zhǔn)面無法直接測量,需要根據(jù)珠峰地區(qū)現(xiàn)勢性強(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)算得到。
受地球板塊運(yùn)動(dòng)和地震等因素的影響,珠峰地區(qū)環(huán)境持續(xù)發(fā)生變化,我國在不同時(shí)期對(duì)珠峰地區(qū)進(jìn)行科學(xué)考察并發(fā)布珠峰高程。1975年,我國測得珠峰海拔高程為8848.13米;2005年,我國測得珠峰峰頂巖石面的海拔高程為8844.43米;今年我國測量登山隊(duì)隊(duì)員再次成功登頂珠峰,開展各項(xiàng)測量工作。
今年5月27日11時(shí),測量登山隊(duì)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)的測量隊(duì)員,實(shí)測了交會(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,就得到了珠峰雪面大地高。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)測量取得的成果進(jìn)行校驗(yàn)與融合。
自然資源部第一大地測量隊(duì)隊(duì)長李國鵬介紹,此次珠峰高程測量實(shí)現(xiàn)了多個(gè)首次,“我們從日喀則國家一等水準(zhǔn)點(diǎn)向珠峰腳下布測了數(shù)條水準(zhǔn)線路,首次將我國國家高程基準(zhǔn)傳遞至中國與尼泊爾邊界,人類還首次實(shí)現(xiàn)了實(shí)測珠峰峰頂重力值,航空重力測量連片測量了人類無法涉足區(qū)域的重力值?!?/p>
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多萬平方公里的最新地形數(shù)據(jù),總量達(dá)1.44億條。
自然資源部大地測量數(shù)據(jù)處理中心主任郭春喜告訴記者:“此次數(shù)據(jù)處理包括7個(gè)方面的工作,即GNSS控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、高程控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、峰頂交會(huì)數(shù)據(jù)處理、重力測量數(shù)據(jù)處理、雪深雷達(dá)測量數(shù)據(jù)處理、珠峰地區(qū)重力場及似大地水準(zhǔn)面精化、珠峰高程的綜合確定?!?/p>
自然資源部中國測繪科學(xué)研究院研究員黨亞民說,2020珠峰高程測量外業(yè)數(shù)據(jù)來之不易,數(shù)據(jù)豐富、質(zhì)量高,專家們在此基礎(chǔ)上開展大量的檢核工作,確保數(shù)據(jù)質(zhì)量。此后,在自然資源部的統(tǒng)一部署下,進(jìn)行珠峰高程的精確計(jì)算。
經(jīng)過一系列的嚴(yán)密計(jì)算,科研人員獲得了精準(zhǔn)的峰頂雪面大地高,并建立起珠峰地區(qū)大地水準(zhǔn)面模型,得到基于我國國家高程基準(zhǔn)的珠峰峰頂雪面海拔高。
在此基礎(chǔ)上,中方數(shù)據(jù)處理專家與尼泊爾專家進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)合處理,經(jīng)過反復(fù)論證和多輪協(xié)商,最終得到基于全球高程基準(zhǔn)的珠峰峰頂雪面海拔高。
兩國聯(lián)合,全世界第一次在珠峰地區(qū)建立全球高程基準(zhǔn)
與我國開展的前兩次珠峰高程測量有所不同,此次珠峰高程數(shù)據(jù)是經(jīng)過中尼雙方聯(lián)合處理和協(xié)商,最終得到的基于全球高程基準(zhǔn)的珠峰峰頂雪面海拔高?!敖衲?月,中尼珠峰測量聯(lián)合技術(shù)委員會(huì)成立。我們組織國內(nèi)權(quán)威專家,對(duì)聯(lián)合數(shù)據(jù)處理的方案進(jìn)行了評(píng)審,確保方案的權(quán)威性?!秉h亞民介紹。
為何采用全球高程基準(zhǔn)?“這是因?yàn)閮蓢叱虦y量基準(zhǔn)不同?!秉h亞民說,我國采用的是基于黃海海平面的國家高程基準(zhǔn),尼泊爾采用的則是基于孟加拉灣平均海平面的高程基準(zhǔn)。為了實(shí)現(xiàn)兩國元首“共同發(fā)布珠峰新高程”的重要共識(shí),而且考慮到兩國發(fā)布同一高程數(shù)據(jù)能更好地體現(xiàn)雙方的友誼與合作,聯(lián)合技術(shù)委員會(huì)經(jīng)過認(rèn)真商討,共同決定采用全球高程基準(zhǔn)?!叭蚋叱袒鶞?zhǔn)是根據(jù)全球的海平面得到的高程基準(zhǔn),由相關(guān)國際組織發(fā)布,具有權(quán)威性?!秉h亞民說,“這是全世界第一次在珠峰地區(qū)建立全球高程基準(zhǔn),這是珠峰測量歷史上的一次突破?!?/p>
為何測算峰頂雪面海拔高,而非巖面海拔高?黨亞民解釋,一是因?yàn)橹心醿蓢_展珠峰高程測量都是首先對(duì)雪面進(jìn)行的直接測量,雪面的高程值具有更高精度;二是對(duì)于人類登山活動(dòng)來說,都是登上雪面高度,這一高度值更具象征意義?!皳Q個(gè)角度來說,2019年至2020年中尼兩次測量,峰頂雪面高雖有變化,但每次測量都代表峰頂雪面的海拔最高點(diǎn),而且在觀測時(shí)刻的測量精度都很高,因此將兩國在兩個(gè)年份的雪面高按一定原則取平均,至少反映了珠峰在這個(gè)期間的雪面高狀態(tài),是很有意義的。”黨亞民說。
歷史上精度最高的珠峰高程測量
同2005年相比,2020珠峰高程測量的科學(xué)性、可靠性、創(chuàng)新性都有了明顯提高。郭春喜介紹,2020珠峰高程測量,將我國自主研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)首次應(yīng)用于珠峰峰頂大地高的計(jì)算,獲取了更長觀測時(shí)間、更多衛(wèi)星觀測數(shù)量的數(shù)據(jù);GNSS接收機(jī)、長測程全站儀、重力儀等國產(chǎn)儀器全面擔(dān)綱,指標(biāo)精度達(dá)到了世界先進(jìn)水平。
黨亞民介紹,航空重力測量、峰頂重力測量等高精度數(shù)據(jù)的引入,使起算面的精度大幅提高;今年,測量登山隊(duì)隊(duì)員克服重重困難,在峰頂停留150分鐘,獲取的有效數(shù)據(jù)時(shí)長比2005年長了近一倍。
“另外,這是第一次將綜合測繪技術(shù)全面引入,采用衛(wèi)星遙感、航空遙感、激光雷達(dá)等手段,同時(shí)采集地形數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等,使2020珠峰高程測量成為歷史上精度最高的一次。”黨亞民說。
“此次對(duì)珠峰地區(qū)進(jìn)行科學(xué)考察,獲得的數(shù)據(jù)成果,為珠峰地區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)調(diào)查、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測等提供了重要數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐,彰顯了我國綜合實(shí)力與測繪技術(shù)的進(jìn)步?!惫合舱f。
精確測得珠峰高程有何意義?專家指出,從科學(xué)層面來說,珠峰高度及其變化情況,是研究歐亞大陸與印度洋板塊相互作用及珠峰地區(qū)生態(tài)環(huán)境變化的數(shù)據(jù)支持,對(duì)闡明全球構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、發(fā)展地球科學(xué)理論,都具有重要價(jià)值。另外,2015年4月,尼泊爾發(fā)生了8.1級(jí)大地震。這次大地震對(duì)珠峰高度是否產(chǎn)生影響、有多大影響,在全球存在爭議。只有通過精確測量才能得到證實(shí)。
從技術(shù)層面來說,由于珠峰是世界第一高峰,氣候多變、高寒缺氧、環(huán)境復(fù)雜,其高程不僅對(duì)人體是嚴(yán)酷考驗(yàn),對(duì)測量裝備和測繪技術(shù)也有很高的要求。因此,精確測量珠峰高程也是一個(gè)國家測繪技術(shù)水平和能力的綜合體現(xiàn)。
從政治和外交層面來說,珠峰是中尼兩國界峰,也是兩國友好的重要象征。2020年正值中尼建交65周年,也是人類首次從北坡成功登頂珠峰60周年,是我國首次精確測定并公布珠峰高程45周年。中尼兩國共同宣布珠峰最新高程數(shù)據(jù),必將進(jìn)一步促進(jìn)兩國睦鄰友好關(guān)系,將跨越喜馬拉雅的友誼推向新高度,也具有重要的紀(jì)念意義。(以上照片均攝于今年5月)(記者 谷業(yè)凱)
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