為珠穆朗瑪峰再量身高

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5月27日凌晨2時(shí)10分，2020珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)開始沖頂，攻頂隊(duì)員從海拔8300米的突擊營(yíng)地向珠穆朗瑪峰峰頂進(jìn)發(fā)。11時(shí)整，8名攻頂隊(duì)員全部成功登頂！這是中國(guó)自2005年后再次為珠峰測(cè)量身高，并且是由人登上珠峰實(shí)地測(cè)量。

為何要一次又一次為珠峰量身高，測(cè)量珠峰身高的科學(xué)原理及方法是什么，這些都是吸引人們關(guān)注的問題。

珠峰名滿世界，測(cè)珠峰也能留名天下

自然界中的山川河流都在隨著地殼運(yùn)動(dòng)而不斷變化，因此，即便之前已經(jīng)測(cè)出了珠峰的高度，但每隔10年左右為珠峰量一次身高仍有重要意義。測(cè)量珠峰高程，對(duì)研究地殼運(yùn)動(dòng)、地質(zhì)力學(xué)等有直接的意義，還能獲得峰頂雪深、氣象、風(fēng)速等數(shù)據(jù)，為冰川監(jiān)測(cè)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)基礎(chǔ)。同時(shí)，測(cè)珠峰高程也能顯示一個(gè)國(guó)家的測(cè)繪科技水平。

中國(guó)分別于1966、1968、1975、1992、1998和2005年測(cè)量過珠峰的高度，加上這一次是7次。此前，只有1975年和2005年公布的數(shù)據(jù)被世界廣為接受，分別為8848.13米和8844.43米。

珠峰的名稱中外不同。1714年，清政府派出曾在欽天監(jiān)學(xué)過數(shù)學(xué)的理藩院主事勝住、喇嘛楚爾沁藏布和蘭本占巴，專程進(jìn)入西藏地方測(cè)繪地圖。勝住等人在極為困難的條件下，采用經(jīng)緯圖法和梯形投影法，對(duì)珠峰的位置和高度進(jìn)行了初步測(cè)量。1717年，清政府繪制的《皇輿全覽圖》明確標(biāo)注了珠峰的位置，并正式命名為“朱母朗馬阿林”（“阿林”滿語意為大山）。但是，清廷對(duì)珠峰的描述只是以滿、漢、法等不同文字出現(xiàn)并確定了名稱，并沒有提到珠峰的高度。

西方稱珠峰為埃菲勒斯峰（George Everest），是以當(dāng)時(shí)在任的英屬印度測(cè)量局局長(zhǎng)的名字埃佛勒斯命名的。在他任上的1852年，該局組織以英國(guó)人華夫?yàn)槭椎臏y(cè)量隊(duì)用大地測(cè)量法，對(duì)珠峰高度進(jìn)行測(cè)量，這可能是目前已知最早的對(duì)珠峰的高度測(cè)量。此次測(cè)量是在印度平原上測(cè)定珠峰，確認(rèn)高度為8840米。這也是首次確定珠峰為世界最高峰。

繼英國(guó)人首次對(duì)珠峰測(cè)高后，又有一些國(guó)家運(yùn)用不同的測(cè)量方式進(jìn)行測(cè)量，得出了不同的高度。1954年，印度測(cè)量局在1852年測(cè)量基礎(chǔ)上再次從南坡測(cè)定珠峰，宣布珠峰高度為8847.6米。1975年，中國(guó)在登山、測(cè)繪、科考一體行動(dòng)下，首次在珠峰設(shè)置3.5米的覘標(biāo)，測(cè)定珠峰高度為8848.13米。

1992年，喬治？普瑞迪帶領(lǐng)的意大利科學(xué)家和登山家來到中國(guó)，在峰頂設(shè)置覘標(biāo)，測(cè)得雪面高度之后，意大利人使用了將拇指粗的鋼釬插入雪層的方法來測(cè)定覆雪厚度，得到的結(jié)果是2.55米。經(jīng)過計(jì)算，意大利人宣布珠峰高度為8846.50米。1999年5月，美國(guó)“千禧年珠峰測(cè)量”計(jì)劃實(shí)施。11月，總策劃人和組織實(shí)施者布蘭德福特？沃斯本在美國(guó)國(guó)家地理學(xué)會(huì)的年會(huì)上宣布珠峰高度為8850米。

這些測(cè)量結(jié)果不盡相同，世人難以得知珠峰的確切高度。在一段歷史時(shí)間內(nèi)，國(guó)際上還是以中國(guó)1975年測(cè)量的珠峰高度為準(zhǔn)，即8848.13米，但是也存在不少質(zhì)疑。

珠峰高程起算面從陸地到海面

為了獲得更準(zhǔn)確的珠峰高度，中國(guó)于2005年再次對(duì)珠峰測(cè)定高程。隨著自然環(huán)境的變化和地殼的運(yùn)動(dòng)，珠峰的高程也在隨時(shí)間而變化，只是人們并不知道珠峰是變高了還是變低了。

盡管中國(guó)1975年所測(cè)的珠峰高程8848.13米被廣泛使用，但也一直存在一些質(zhì)疑，主要有三大原因。一是起算面也就是海拔原點(diǎn)的選擇不同。地球海平面也存在高低差別，例如，我國(guó)珠峰高程起算面黃海海平面與印度洋海平面就相差約0.2米。二是珠峰冰雪層的變化。已經(jīng)公布的珠峰高度均為珠峰冰雪層高度。但隨著季節(jié)變化，珠峰頂部的冰雪層厚度會(huì)有1至2米的變化。這也意味著不同季節(jié)測(cè)量，所得的數(shù)據(jù)也會(huì)有所不同。三是測(cè)量精度。由于采用不同的測(cè)量方法，測(cè)得的高度差可達(dá)0.5米左右。

2005年，為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，中國(guó)測(cè)量隊(duì)使用了兩種測(cè)量方法，一種是傳統(tǒng)測(cè)量方法，就是以三角高程測(cè)量方法為基礎(chǔ)，配合水準(zhǔn)測(cè)量、三角測(cè)量等方式；二是GPS衛(wèi)星大地測(cè)量法。

用第一種方法的起算面是西藏拉孜縣，測(cè)量隊(duì)員從拉孜開始，徒步向珠峰測(cè)量，路程約500公里，測(cè)量點(diǎn)超過10000個(gè)，測(cè)量時(shí)間從2005年3月持續(xù)到6月15日。同時(shí)，第一種方法還需要采用“六點(diǎn)聯(lián)測(cè)”的方式，也就是參照珠峰峰頂?shù)囊棙?biāo)，運(yùn)用幾何學(xué)中的“勾股定理”，推算出珠峰峰頂相對(duì)于這幾個(gè)點(diǎn)的高程差。最后，所有高程數(shù)據(jù)要進(jìn)行重力、大氣等多方面的修正計(jì)算，最終確定珠峰高程測(cè)量的有效數(shù)據(jù)。

1975年中國(guó)第一次測(cè)量珠峰時(shí)沒有采用GPS衛(wèi)星大地測(cè)量法，因而對(duì)珠峰的高度測(cè)量可能并非很準(zhǔn)確。這種方法是，利用太空中環(huán)繞地球飛行的衛(wèi)星，GPS儀器可以測(cè)得珠峰相對(duì)于地球參考橢圓的準(zhǔn)確三維坐標(biāo)。只要確定了參考橢圓與真實(shí)地球在珠峰最高點(diǎn)上的高程差，就能夠得到珠峰準(zhǔn)確的高程數(shù)據(jù)。

同時(shí)，為了解決有爭(zhēng)議的起算面問題，中國(guó)測(cè)繪隊(duì)以青島驗(yàn)潮站的黃海海平面為海拔零起始點(diǎn)（水準(zhǔn)原點(diǎn)），而測(cè)繪人員已取得西藏拉孜縣相對(duì)青島水準(zhǔn)原點(diǎn)的精確高程，因此測(cè)繪隊(duì)只需要從拉孜起測(cè)。為了準(zhǔn)確測(cè)量雪深，2005年中國(guó)使用了冰雪深雷達(dá)探測(cè)儀在峰頂測(cè)量，同時(shí)將測(cè)量精度提高到0.25米左右，而1975年的測(cè)量精度是0.35米。

2005年測(cè)量后，中國(guó)國(guó)家測(cè)繪局局長(zhǎng)陳邦柱公布了珠峰新高程為8844.43米，原1975年公布的數(shù)據(jù)8848.13米停止使用。

高山仰止，但身心能至

高山仰止，景行行止；雖不能至，然心向往之。這種情景已成為過去。今天，借助科技的力量，人類已經(jīng)能抵達(dá)世界最高的珠穆朗瑪峰。2020年測(cè)量珠峰高程是人工實(shí)測(cè)與高科技結(jié)合的再次體現(xiàn)。

首先，確定海拔零起始點(diǎn)，與2005年的過程相似，將黃海高程基準(zhǔn)零點(diǎn)從青島用水準(zhǔn)測(cè)量方法一步一步傳到珠峰地區(qū)，然后利用在珠峰地區(qū)的全球衛(wèi)星定位測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量、重力測(cè)量等，將這個(gè)海拔高程起算面精確地延伸到珠峰下面。

精確高程傳遞至珠峰腳下有6個(gè)峰頂交會(huì)點(diǎn)，此后，登山隊(duì)員要登上珠峰峰頂豎立測(cè)量覘標(biāo)。5月27日凌晨2時(shí)10分，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)博士研究生袁復(fù)棟等8名2020年珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)隊(duì)員，從位于海拔8300米的突擊營(yíng)地向頂峰進(jìn)發(fā)。上午11時(shí)整，8名隊(duì)員成功登頂珠峰。

以如此大的努力和代價(jià)登上珠峰峰頂首先要豎立測(cè)量覘標(biāo)，然后才能運(yùn)用勾股定理，推算出峰頂相對(duì)于6個(gè)峰頂交會(huì)點(diǎn)的高程差。同時(shí)，隊(duì)員在峰頂還要做幾項(xiàng)重要工作。通過高精度GNSS定位方法，測(cè)量出珠峰雪頂?shù)奈恢茫辉诤０?000米左右，利用三角高程和交會(huì)方法，測(cè)量峰頂覘標(biāo)，確定珠峰高度；通過冰雪雷達(dá)探測(cè)儀，測(cè)量峰頂一定范圍內(nèi)雪面到巖石面的距離。

此后，將峰頂?shù)腉NSS測(cè)量結(jié)果、三角高程和交會(huì)測(cè)量結(jié)果納入到海拔高，包括雪面高和巖面高。在獲取了交會(huì)點(diǎn)至峰頂覘標(biāo)的距離、角度等觀測(cè)數(shù)據(jù)后，通過精密計(jì)算獲得珠峰的高程值。

2020年的珠峰高程測(cè)量有幾大創(chuàng)新之處：依托北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，開展測(cè)量工作；國(guó)產(chǎn)測(cè)繪儀器裝備全面擔(dān)綱本次測(cè)量任務(wù)；應(yīng)用航空重力技術(shù)，提升測(cè)量精度；利用實(shí)景三維技術(shù)，直觀展示珠峰自然資源狀況；登頂觀測(cè)，獲取可靠測(cè)量數(shù)據(jù)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，近些年珠峰高度一直在降低。1966年到1975年間，珠峰頂部降低得比較快，每年接近0.1米；1975年至1992年間，降低速度減慢，只有0.01米；1992年至1998年間，降低速度又加快，接近0.1米；1998年到1999年，達(dá)到0.13米。雖然用全球氣候變暖來解釋珠峰冰雪層高度降低可能解釋得通，但是峰頂?shù)难┖捅暮穸鹊降资嵌嗌伲屙數(shù)奈镔|(zhì)是如何損失的，仍有待更深入的研究來探明。

另一方面，對(duì)珠峰高度的測(cè)量也是全面研究青藏高原的組成部分。珠峰高度的意義并不僅僅在于它是世界屋脊，也在于它和極地一樣，是全球環(huán)境的“試紙”。青藏高原的存在對(duì)亞洲乃至全球的氣候變化都造成很大影響，它改變了地球風(fēng)系，引發(fā)了季風(fēng)，大氣降水發(fā)生了重組，使得亞洲的中央地域變干，而東部地域變得溫暖濕潤(rùn)。所以，了解珠峰的準(zhǔn)確高度，可以預(yù)測(cè)其高度的增加或降低對(duì)中國(guó)和亞洲乃至全球氣候產(chǎn)生的影響。

國(guó)際認(rèn)同是一個(gè)挑戰(zhàn)

可以預(yù)測(cè)的是，此次測(cè)量的珠峰高度會(huì)比過去更加精確，不過，測(cè)量結(jié)果大概需要2個(gè)月后才能獲得，而且中國(guó)也要擇機(jī)宣布。顯然，這次測(cè)量結(jié)果可以為科學(xué)研究和人們生活帶來更多益處。

過去，中國(guó)公布的是2005年的測(cè)量結(jié)果，為8844.43米。但是，尼泊爾則沿用英國(guó)殖民時(shí)代的印度調(diào)查局所測(cè)定的高度。2015年，尼泊爾發(fā)生大地震，珠峰南坡出現(xiàn)大規(guī)模雪崩。基于這個(gè)原因，尼泊爾政府在2017年重新測(cè)量珠峰高度，已于2019年底完成。

不久，中國(guó)和尼泊爾都會(huì)公布珠峰新的高程，但是如果結(jié)果不一致，兩國(guó)和國(guó)際社會(huì)該如何對(duì)待。一個(gè)方案是，去年中尼兩國(guó)曾達(dá)成協(xié)議，將共同公布珠穆朗瑪峰的高度，也就是在磋商并取得共同認(rèn)知后發(fā)布相同的高程。但是，也有可能面臨另一種情況，雙方未達(dá)成一致，各自公布結(jié)果。如果這樣，也意味著，未來中國(guó)應(yīng)拿出更多的科學(xué)證據(jù)證明自己的測(cè)量更為精確，以取信于國(guó)際社會(huì)。