时事地理:为什么总是要测量珠峰多高呀?
5 月 27 日 11 时,2020 珠峰高程测量登山队登顶成功。巅峰时刻,全民沸腾。
说到珠峰,8848 米是很多中国人的第一反应。其实,那只是 1975 年的数据。在 2005 年,珠峰的高
度已经被更新为 8844.43 米。
为什么要一测再测?珠峰高度有那么重要吗?测量珠峰高度意味着什么呢?
为何要重测身高?
为什么要给珠峰重测身高,一是因为珠峰的身高随时在变化(原因见下文),二是珠峰测量技术有了
大的飞跃,新技术可以明显提升珠峰测量精度。。
(1)地壳抬升
珠峰位于亚欧板块和印度洋板块交界处,处消亡边界带上,还在隆起抬升。长期来看,珠峰以每年 4.4
毫米的速度缓慢升高,这就意味着 10 年会升高 4 厘米左右,30 年升高 13 厘米多。(2)地震活动
地震对珠峰高度也会有影响。
1934 年,尼泊尔发生了一次 8.2 级的地震,离珠峰大概只有 9.5 公里。这次地震就影响了珠峰的高度,
海拔降了半米有余。2015 年的尼泊尔大地震,也可能会影响到珠峰的高度。
(3)风化侵蚀
在长达 4000 万年的造山过程里,喜马拉雅山区岩石的最大抬升高度约有 20~25 千米,被降雨和冰川
等各种外力作用风化侵蚀掉的岩石则有至少 12 千米。
在当代,珠峰南面的喜马拉雅山南坡仍然保持着很高的风化速率,每年仍能损失 2~5mm 的地表岩石。
(4)全球变暖
全球变暖,导致海平面上升、峰顶积雪融化,海拔的数值必然会产生变化。
海拔 0 米在哪里?
测量高度,首先需确定水准原点,也就是说海拔为 0 的起始点,我国采用设立在青岛市的验潮站所确
定的平均海面作为水准基面。
但由于验潮测得的平均海水面无法直接观测,也不方便保护,最终水准原点选择建设在观象山顶上
(高程为 72.2604 米),而没有建在海边。
水准原点设在青岛一是因为青岛位于中纬度地区,更能代表全国的平均海水面,便于向外传递高程;
二是由于青岛海域是有代表性的半日潮汐,验潮站所在的胶州湾风浪小,海面稳定,便于验潮;三是青岛
地质结构稳定;四是青岛早在一百年前就有验潮资料,几乎从未间断,具备天文、海洋、气象、验潮等多
种科学资料,因此更有利于精确确定全国平均海水面。
为何这个时候量身高?
(1)为何选择五月测量?
10 月到第二年的 3、4 月份:是珠峰的季风期。在 8000 米高空,季候风没有遮挡,非常强劲。
珠峰为何风大?
在珠穆朗玛峰所在纬度,有全球著名的西风急流——副热带急流。
在冬半年,正常西风速度可以达到 40 米/秒(12 级以上),这个风速已经超过台风的风速。△南支槽主要来源即西风急流的副热带急流
春季后,受夏季风影响干扰,副热带西风急流北退,当副热带西风急流跃动到青藏高原上空、雨季又
还没有开始的这一时段,海拔高度七千至九千米的高空风较小、降水也不大,最宜于攀登珠峰。
6 月到 9 月:珠峰的雨季。由于印度洋暖湿气流沿山谷而上,易凝结成云雨,所以多出现雨雪交加或
大风雪天气,变化也非常快。
5 月风季和雨季交替,风雪较小,会出现短暂的适宜攀登珠峰进行测量的好时机。
(2)为何选择凌晨登顶?
一是因为中午以后,由于对流运动增强,珠峰峰顶风特别大,容易变天,因此一般要选择 11 点前就
撤离。
二是凌晨气温低,雪冻结程度好,因而雪不粘脚,对于穿着重达四五斤靴子的登山运动员来说便于行
进。
而登山运动员的头灯、足灯可以照十几米的距离,不存在黑夜看不清路的问题。
△5 月 27 日凌晨登顶途中
登顶测量有什么困难?
(1)极寒缺氧低压
珠穆朗玛峰顶上,气温常年在-30℃~-40℃,空气稀薄,氧气含量不到平原地区的 1/4,大气压强降低到
约 370 百帕。
(2)大风
如前文所述,珠峰位于西风急流中的副热带急流位置,风力强劲。
在北坡海拔 7400 米至 7500 米之间,需要穿越有名的“大风口”。因为“狭管效应”,这里最大风速能把
人吹跑,还容易造成失温和冻伤。
旗云的指示作用
在天气晴朗时,珠峰顶常飘浮着形似旗帜的乳白色烟云,这就是珠峰旗云。
旗云是怎么形成的呢?科学家们发现,在 7000 米高原以下的珠峰,表面都被冰雪覆盖;从 7000 米以
上到峰顶,反而是碎石坡面。太阳出来后,碎石坡面很快被烤热,热空气沿坡面上升,大约上升到峰顶的
高度附近开始凝结成云,当云高出峰顶时,就立刻被强烈的西风吹向东方,于是一面“云旗”就高高飘扬
在峰顶了。△珠峰旗云
一般情况下,高原上空刮的是强西风,旗云的方向就会指向东方;若旗云指向北方,预示很快就要下
大雪了;旗云如炊烟那样袅袅上升,也预示天气要变坏。如果旗云飘动的位置越向上掀,说明高空风越小,
越向下倾,风力越大;若和峰顶平齐,风力约有九级。因此,珠峰旗云又有“世界上最高的风向标”之称。
(3)冰崩、雪崩
在北坳险陡的岩坡上,堆积着深不可测的万年冰雪,潜伏着无数冰崩和雪崩结构,成为珠穆朗玛峰中
最危险的冰崩和雪崩地区。
△《珠穆朗玛峰科学考察报告:气象与环境》指出,“由于喜马拉雅山脉的屏障作用,从珠峰南坡登
顶的主要危险是大雪和雪崩,从珠峰北坡登顶的主要威协则是大风及其带来的冻伤。”
(4)地形复杂
地形在两段最复杂。一是北坳,北坳顶部海拔 7028 米,最大坡度有 70 度,个别地段甚至垂直。二是
第二台阶,在海拔 8570 米到 8600 米之间,是一道平均坡度六七十度左右的岩壁,陡峭而光滑,被称为
“不可逾越的‘第二台阶’”。
如何给珠峰量身高
(1)测量珠峰山脚的海拔高度根据前文,珠穆朗玛峰高出青岛黄海平均海平面的高程,即珠穆朗玛峰的海拔高度。但直接在青岛测
量珠峰高度是不可行。
但我国已通过早期的国家重大测绘专项建立了覆盖全国的高程基准。通俗来说,就是在全国布设了许
多高程基准点,相当于参照点。这次测量,就是从日喀则的国家深层基岩水准点开始复测。
复测要经过拉孜县、定日县和聂拉木县,构建最新的一等水准网,然后以一等水准网为基准,对珠峰
地区进行二等水准测量,一直推进到珠峰大本营的水准基点。在从这里,使用三等水准测量,推进到珠峰
脚下 6 个峰顶交会点,测出它们的精确海拔高度。
(2)测量珠峰身高
第一种方法:对珠峰本峰进行高程交会测量
登山队在山顶放一个觇标,再从 6 个点上用调至水平的经纬仪测出仰角α和距离 r,再通过直角三角
形计算公式,得到 h 就是山高。这 6 个山高数据一平均,珠峰高度有了。
为何不能用 RS 或 GPS 直接测量?
珠峰高度,一般指珠峰顶部基岩的海拔高度,要除去积雪的深度。
遥感(RS)在高程方向的精度大约 2 米,且只能测到雪面高度,精确度低。
GPS 也只能测量积雪之上的高度,直接采用定位数据,精度不够。
△北斗卫星导航系统
此次珠峰高程测量首次运用了我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统——北斗卫星导航系统提
供的数据。2005 年我国对珠峰高程进行测量时,全球导航卫星系统(GNSS)卫星测量主要依赖美国的 GPS系统。而此次测量,将同时参考中国北斗、美国 GPS、欧洲伽利略、俄罗斯格洛纳斯四大全球导航卫星系
统,并且以北斗的数据为主。
第二种方法:卫星导航定位技术
觇标顶端固定有卫星定位设备,接收卫星信号进行高精度定位。
(3)数据校正
测量中,大气折射、地球重力、天气因素,各种问题都会影响测量结果。测量人员登珠峰时的必须完
成测量积雪深度、测量重力任务,用于后期对数据的校正。
给珠峰量身高有何意思
(1)科研价值
珠峰高程的精确测定,可以结束国际上珠峰高程不统一的混乱局面,为世界地球科学研究作出贡献,
其社会效益和科学意义是十分巨大的。
(2)生态价值
精确的峰顶雪深、气象、风速等数据,将为冰川监测、生态环境保护等方面的研究提供第一手资料。△珠峰脚下
(3)防灾价值
根据珠峰及邻近地区地壳水平和垂直运动速率变化,揭示印度洋板块与欧亚板块相互作用力存在着不
均匀强弱的变化,而这种强弱变化是引起我国大陆周期性地震活动的源动力。这些研究成果将对我国今后
地震预报和减灾、防灾具有重要的实际意义。
(4)精神价值
作为全球最高峰,对珠峰高度的重新定义,是中国人不畏艰险勇于攀登的象征,是中国力量、中国精
神的生动写照。