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2020年5月27日，我國珠峰高程測量登山隊的8名成員成功從北坡登頂珠穆朗瑪峰，他們不僅令國旗再一次飄揚在世界之巔，還將測量覘標(biāo)安置于峰頂，這是2020年珠峰高程測量的一個重要時刻。珠峰高程的上一次測量是在2005年，為什么“短短”15年后又要為珠峰量“身高”呢？

為何要一次又一次

為珠峰量“身高”

說到珠峰“身高”，許多人都會想到8848這個數(shù)字。這是在1975年，中國人首次將測量覘標(biāo)矗立于珠峰之巔，用傳統(tǒng)大地測量手段測得并為世界所公認(rèn)的珠峰（雪頂）海拔高度——8848.13米。

2005年，我國采用大地測量與衛(wèi)星測量結(jié)合的技術(shù)方法，并首次在峰頂利用雪深雷達(dá)測量冰雪厚度，測得珠峰（巖面）海拔高度為8844.43米。長期來看，珠峰在以每年約4.4毫米的速度緩慢升高。

也許有人會說：“一次又一次為珠峰量‘身高’沒有必要，不就差個幾厘米嗎？”其實不然。作為地殼運動活躍地區(qū)，珠峰高度的變化反映了印度洋板塊與歐亞板塊的強弱變化，而這種強弱變化是造成地震活動的根源。尤其是2015年4月尼泊爾發(fā)生的里氏8.1級地震會對珠峰高度產(chǎn)生什么影響，科學(xué)界尚待定論。況且，測量珠峰不僅僅是測量高度，雪深、氣象和風(fēng)速等數(shù)據(jù)都將為冰川監(jiān)測、氣候變化、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面的研究提供一手資料。

珠峰的“身高”

為何要從黃海算起

一個人的身高是他頭頂?shù)侥_底的距離，但要測量山峰的高度——在測量學(xué)中也叫高程，這個“落腳點”選在哪里，得有個統(tǒng)一的基準(zhǔn)。這就是海拔零點，又叫水準(zhǔn)零點。所以我們所說的珠峰高度不是其實際高度，而稱為海拔高度或絕對高度。

由于地球并不是規(guī)則的球體，世界各地的海拔零點也有差異，世界各國大都選擇離自己最近的平均海平面，作為自己國家測算海拔高程的基準(zhǔn)點。在我國，則定為黃海的平均海平面。

假想這個平面向大陸內(nèi)部延伸，一直延伸到珠峰下面，那么珠峰的高度便從這個面算起。又或者，通過重力測量把這個基準(zhǔn)點的重力值“引”過來，同樣能在珠峰腳下找到這個起算面。

當(dāng)然，在實際測量中，不必真的一步步跨越千山萬水把這個平面從黃海延伸到珠峰，因為基于此前完成的國家基準(zhǔn)項目，已經(jīng)獲得了西藏拉孜縣的精確海拔高度。這樣，只需完成最后500千米左右的“延伸”就可以了。

為什么需要人力登頂

現(xiàn)在的測繪技術(shù)和高科技裝備遠(yuǎn)非45年前可比，為什么還需要人力登頂實地測量呢？因為這是為了獲得精確的測量結(jié)果而必須采取的手段。

珠峰高程測量最大的困難在于峰頂?shù)臉O端環(huán)境，測量型無人機目前尚無法在這樣惡劣的環(huán)境下飛行，機器人也無法代替人工操作精密測量儀器。衛(wèi)星遙感手段在高程方向的測量精度在2米左右，和大地測量厘米級精度要求相比差距較大，并且這種手段只能測出雪頂?shù)母叱蹋墙?jīng)雪深雷達(dá)探測后得到的巖面高程。

還有，珠峰峰頂并不是一個點，而是一個20多平方米的面，必須由人將覘標(biāo)帶上峰頂，才能確保目標(biāo)點一致，精確測得角度和距離。

珠峰“身高”為何要算上幾個月

如果說確定海拔高程的起算面是珠峰測量的基礎(chǔ)，那么交會點的確定和在珠峰頂插上覘標(biāo)則是測量的關(guān)鍵步驟。

需要在海拔5200~6000米確定6個不受自然地物阻擋的與峰頂通視的交會點，并架設(shè)測量儀器，獲取交會點至峰頂覘標(biāo)的距離、角度等觀測數(shù)據(jù)，根據(jù)勾股定理推算出峰頂相對于這幾個點的高程差。再結(jié)合高精度GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）定位方法測量出的雪頂位置，以及雪深雷達(dá)測量出的峰頂一定范圍內(nèi)雪面到巖石面的距離，得出峰頂?shù)难┟娓吆蛶r面高。

這個計算不是簡單地按幾下計算器，而是要經(jīng)過專業(yè)的數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜的針對各種誤差的改正計算，涉及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)面精化等7個領(lǐng)域。這也是為什么珠峰高度不能很快公布的原因。

即將公布的珠峰“身高”

會是有史以來最精確的

由于有了傳統(tǒng)大地測量方法與現(xiàn)代大地測量方法的“雙保險”以及大量新技術(shù)的應(yīng)用，2020年珠峰高程測量將為我們提供一個有史以來精度最高的數(shù)值。

2005年珠峰高程測量時，GNSS定位主要依賴美國GPS系統(tǒng)，而今年的珠峰高程測量將同時參考GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯和中國北斗這四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，并以北斗數(shù)據(jù)為主。而且北斗系統(tǒng)不僅用于珠峰地區(qū)及外圍的控制測量，也將用于登頂后峰頂?shù)淖鴺?biāo)測量和雪深雷達(dá)探測。

科考人員還在珠峰北坡地區(qū)開展廣泛的高精度航空重力測量以及峰頂重力測量，并在靠近峰頂?shù)膮^(qū)域增加大量的地面重力加密測量。這是人類首次在珠峰地區(qū)開展重力測量，更會提升珠峰高程起算面的精度。

本文節(jié)選自《百科知識》2020.07B

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