珠峰之巅竖觇标 实地精测大山高
1975年，我国测定并发布了世界最高峰珠穆朗玛峰高程：8848.13米，在国际上得到了广泛认可。但现在珠穆朗玛峰的“身高”几何？有无变化？30年后，我国将再次进行珠穆朗玛峰高程测量，同时这也是21世纪中国首次对珠峰地区多学科综合科学考察。届时科考队员将在世界之巅竖起测量觇标并利用GPS系统精确测量珠峰高程。
珠穆朗玛峰的精确高程，多年来一直为世人关注。30年来，由于珠穆朗玛峰地区地壳运动活跃，各国登山队、科学家频繁开展对珠穆朗玛峰高程测量及相关研究。国家测绘局组织开展的珠穆朗玛峰高程测量，将在西藏登山协会的协助下，首次由我国专业测绘人员和专业登山人员合作，携带测绘仪器，登上珠穆朗玛峰峰顶进行观测，以精确测定珠穆朗玛峰高程。
与此同时，由于珠穆朗玛峰地区多样而独特的自然条件、脆弱而敏感的环境使其成为研究全球变化条件下生态系统格局与过程变化以及地气系统水分与能量变化的理想场所。因此，科考队还将通过对珠峰地区大气物理及大气化学成分、冰川变化、生物多样性及生态环境变化、地质与地球物理等方面的观测来研究珠峰地区在全球变暖环境下的反应。
三角交会GPS加测求高程
科考队挺进6500米营地珠峰综合性科学考察队冰川、大气化学科考队队员从4月15日开始陆续前往海拔6500米的营地,并在前进营地建营、适应高度、架设机器并采集科考样品。其余十多名队员留在海拔5800米的过渡营地。本月20日左右,冰川、大气化学相关高海拔地区的科考工作将开始进行。
大本营搭起百余顶帐篷
在海拔5200米的珠穆朗玛峰大本营,至少有上百顶帐篷分布在大本营各处,有旅馆、茶座、商店帐篷,还有登山队员、科考队员、珠峰高程测量队员等的工作生活帐篷,更多的则是来自世界各地的游客搭建的小帐篷,整个珠峰大本营如同一个繁华的帐篷小城镇。
大本营上,空气中的含氧量只有内地的三分之一,气温很低,现在夜间温度在零下20摄氏度左右,整天刮大风,在这个季节测量珠峰,远远没有5至9月份珠峰地区的旅游季节舒服。但5月份是珠峰登山的好时候,便于4名测量登山队员登顶,加上这个时候青藏高原地区还没有解冻,便于测绘车辆在荒原行驶。所以,虽然困难很大,国测一大队还是选择在3月和4月份开始前期的基础测量工作。
记者通过几天来与测绘队员一起生活,感到他们的确不容易,他们的工作和吃住是在离天最近的地方。
测绘队员吃方便食品
如果是在大本营,吃的还算可以,进驻大本营之前,测量队已经采购了一卡车的生活用品,面粉、大米、各种蔬菜、鸡蛋、液化气、燃气灶等。4月11日建营之后,负责伙食的邢师傅就开始给大家做晚饭,虽然有几个雇的藏族民工帮忙背水,但照顾三十多人的吃喝还是不容易,第一晚连着煮了5锅方便面才把所有的人打发了。接下来的几天,邢师傅变着花样给大家改善伙食,早上喝红枣稀饭,吃压缩饼干就咸菜,中午蒸米饭,再炒上两个菜,晚上邢师傅居然给大家蒸出了白馒头。在大本营能吃上馒头,是记者无论如何也想象不到的。
但是一旦离开大本营,到各个测绘点去,工作队员们吃的可就差多了。以综合组为例,他们负责的6个交会点除了一个在大本营之外,其他5个都分布在海拔6000米左右甚至更高,像西三点就在西绒布冰川上,海拔6500米，测绘队员在这里建营以后，要在这个小帐篷里生活十多天，其间除了不定时有人送饭外(普通速度单趟要走两天时间)，队员要自己准备食品，方便食品是最多的了。
营地建在悬崖边
住也一样，在大本营队员住在专用帐篷里，条件相对好一些，一旦到了测绘点上，不但住得不舒服，而且还有风险。比如位于5800米的“Ⅲ7”点，据去踏勘过的队员高北战说，这个点海拔虽然不是最高的，但位置奇特，建营的地方仅可容身，旁边就是悬崖，上方还有一个大石头摇摇欲坠，人睡在这里真是提心吊胆。4月14日晚大家在一起时说到这个问题，有人出主意说，先上去几个人把石头撬掉，再砸上一个岩钉，晚上睡觉时钩住人的腰部，就不担心掉下悬崖了。
“搓板路”颠得人发晕
在珠峰地区,行走更是一个大问题,整个地区全是碎石铺成的“搓板路”,适应能力稍差的人在这种路上颠几个小时就会严重晕车。国测一大队的司机常年在新疆、西藏的戈壁荒滩上行驶，各个经验丰富、身怀绝技，但一些不确定因素还是给他们增加了不少考验。
4月11日,在进驻大本营的途中,狂风吹起山坡上的一颗碎石,把一辆东风车的挡风玻璃全部打碎,好在离大本营不足10公里远,司机张兆义戴了一顶防风抓绒帽,硬是咬着牙在狂风中把车开到了大本营。这还不算什么,更叫人不可思议的是几天后,张兆义又开着这辆没有挡风玻璃的车去100公里外的定日县装玻璃。
临走的那天,他戴着类似游泳眼镜一样的风镜,戴着两顶护脸帽,浑身上下裹得连眼睛也看不出来了。然而,张兆义是怎样在平均风力5级左右、气温0摄氏度左右的天气中把车开到定日县,真让人不可思议。
四种方法测得精确数据
前面提到的吃、住、行等后勤工作,根本目的还是保证珠峰复测工作圆满完成,这也是测绘队与其他来珠峰观光旅游、登山的人之间最大的区别,后者只要保证自身在这里不出问题,能爬上去就算成功,过程也就意味着成果。测绘队员不同,无论过程如何,得不到数据、量不出珠峰高程就没有成果。所以,在如何测量珠峰高程上,国测一大队采取了传统与现代多种测量技术手段。
测量队员按照测量手段的不同分成三个小组,一是水准组,二是重力组,三是综合组,负责三角交会测量和GPS测量。
由于珠峰太高,到达一定高度后,水准仪器可能运不上去,运上去也会由于低温、大风等因素造成仪器失灵停止工作,用水准测量已经不可能得到珠峰的高程。所以这时候就必须用三角交会测量求得珠峰高程。
三角交会测量在实际操作中困难很大,因为使用这种测量方法的地方海拔相当高,基本上都在6000米以上,测绘队员到达这些交会点很不容易,通常在这些地方一呆就是十多天,为了保证数据的可靠,交会点不能只选一个,这次珠峰复测选取了6个交会点。激光在大气中行进还会造成折光现象,产生误差,折光率在不同密度和温度、湿度的空气中还不一样,这就需要气象部门放探测气球把这些数据一一采集。最后根据各种综合因素,通过后期加入“三差改正”计算才能得出珠峰精确的高程。贾学伟
探测气球传回气象数据
科学家已在海拔5200米的珠峰大本营设立了气象综合观测系统,它能够非常精确的测量出珠峰大本营的太阳辐射、二氧化碳通量、风力、风向、湿度和温度等各种气象参数,这个仪器搭建四天以来,已经获得了该地区大量珍贵气象参数。
科考队队员唐述林说,根据四天来的观测数据显示,珠峰大本营地区温度都在零摄氏度以下,而且湿度非常小,非常干燥,气压也很低,最大瞬间风力可以达到11级,说明这两天珠峰的气候非常的恶劣。
自动气象综合观测系统主要包括风速风向仪、温度湿度仪、雪深探测仪和辐射、反射探测仪等八种探测系统。科学家们在大本营还首次释放20000米高空探测气球。释放探测气球可直接获取从珠峰脚下到20000米高空的风力、风向、温度等各种大气物理的垂直信息。高空探测气球带着无线电探空仪器缓缓升起,随后每10秒传回一组数据。30分钟后,气球上升到8848米,并显示珠峰顶部的气象数据为大气压342毫巴,相当于北京的三分之一,风力8.5级,温度零下28摄氏度。综合数据显示,不适合登顶。据介绍,高空无线探测气球每个价值3000元,需要放飞50个。科考队队员每天要放四次气球,可以获得大气垂直剖面上可靠的气象数据。观测的数据,对研究区域和全球的气象变化,可以提供非常珍贵的数据。
珠峰高度曾超过12000米
地质学家在珠峰地区采集到了拉伸变形的岩石样品,经过分析测算发现,在1300万年以前,珠穆朗玛峰的高度可能比8848米要高出很多,曾经超过12000米。
珠峰综合科考地质组的首席科学家丁林研究员说,在珠峰地区不少地方都发现了拉伸变形的岩层,证明喜马拉雅山脉北坡确实存在断裂带,而珠峰就在这个断裂带上。
据介绍,珠穆朗玛峰在岩石结构上分为三层:珠峰层、黄带层和北坳层。从现在的发现看,北坳层曾经发生过巨大的岩石变形和地质变化。“根据观测和计算,珠峰北坳层岩石的拉伸率为150%左右,发生拉伸变形的年代大约在1300万年前，这意味着珠峰的高度在那时可能比现在要高很多。”他举例说，一个边长为1的正方形,如果长度拉伸为1.5,就意味着高度的边会减少为原来的0.67。如果按照这个规律计算,现在珠峰北坳层所在8000米的高度,那时应该是11900米,再加上大约700至800米变化不大的珠峰层和黄带层,珠峰的高度在1300万年前应该超过12000米。
在珠峰地区海拔4700米左右的地方,研究人员看到了岩石变形的典型地带。裸露的山体中有许多大大小小的“S”状岩层,这些岩层原本是连续平整均匀的,由于拉伸和挤压作用变成了现在的模样。大约从6500万年前开始,由于印度板块开始向亚洲板块挤压,喜马拉雅山开始隆起,青藏高原开始形成。到了1300万年前左右,高度到达顶峰的珠峰由于自身重量太大等多种原因,开始发生断裂,在地壳运动之后逐渐平衡,最终形成现在的高度。
测量珠峰有三大亮点
珠峰是地球之巅,珠峰的“身高”自然为世界所瞩目。
这次测量有何新意?仔细分析测量技术方案,至少有三大亮点值得期待。
首先是测量精度将进一步提升。1975年测量时的精度是0.35米,这一次争取将精度提高到0.25米左右。测量精度的提高取决于测量技术、测量设备的发展,也取决于测绘人员的操作水平。经过30年的发展,技术、设备都有了长足的进步;同时,这次测量除采用1975年时的传统测量方法外,还采取GPS测量系统,可以说是“双保险”。因此,我们有理由期待精度的进一步提高。
其次,珠峰峰顶冰雪深的测量将更趋科学、准确。这次测量将把冰雪深雷达探测仪带至峰顶,用于测量峰顶冰雪深度;而1975年则是靠登山队员靠人力向积雪中插杆量取冰雪深度,容易因力气、角度等原因产生误差。 第三,这次测量计划首次由我国专业测绘人员和专业登山人员合作,携带测绘仪器,登上珠峰峰顶进行观测。在此之前,都是靠登山人员将测绘设备带至峰顶,我国专业测绘队员还没有登顶操作的历史。测绘人员如果能够成功登顶,本身就是一大突破,对仪器设备的直接操作无疑将有利于精确测量珠峰高程。
当然,这次测量很大程度上还取决于天气等客观因素,尤其是计划5月登顶的测量更是如此。“珠峰8848.13米的高程是否会改写”虽然无法预测,但我们相信,这次测量的按计划实施将会得到珠峰现在的真实精确高程,我们期待着测量觇标再次插上地球之巅。
三十年后珠峰变高变矮
为何要复测珠峰？
珠峰是世界最高峰，测定它的高程是人类认识地球的一个标志；珠峰吸引人们的目光不仅仅因为其高度本身，它的高度变化及相关测量数据的变动对全球的影响不容忽视。珠峰地区的地壳运动至今仍然非常活跃，这种变化，虽然还不足以大到可以在我们日常使用的地图上标示出来，但在地质学上具有重要意义。在今年的珠峰高程测量中，除直接对峰顶进行观测外，测绘人员还将对其周边地区开展大规模控制测量工作，并通过分析研究近邻区域的40年观测资料，开展与珠峰高度位置变化密切相关的地球科学研究工作。这些地质变化会影响到生物圈、大气圈、岩石圈的变化，也就是我们所生活的自然界和所居住的城市，因此测量珠峰高程从某种意义上讲和我们的生活息息相关。
此次复测珠峰有哪些创新之处？
第一，随着测绘科技和测量技术设备的巨大进步，对珠峰测量的精确度将有明显的提高，这也是我国首次由专业测绘人员和专业登山队员合作，登上珠峰峰顶进行实地观测。
第二，要用测深雷达准确探测出珠峰峰顶的浮雪和永久冰层的厚度，为准确计算珠峰的“身高”提供科学依据。
第三，要在珠峰峰顶树立测量觇标。觇标是建在地面上或其他建筑物顶部的测量专业标架，作为观测照准目标和供升高仪器位置之用。此次觇标是用航空铝合金材料制成。而且设计更精巧以方便携带、安装。与以往觇标不同的是，珠峰觇标上还将安装上GPS天线和反射棱镜，以方便测量需要。
第四，将是首次在8000米以上进行重力测量，同时对珠峰周边地区开展大规模控制测量工作，通过分析研究近邻区域40年的观测资料，开展与珠峰高度位置变化密切相关的地球科研工作。
复测珠峰还有哪些难点难关？
珠峰,地球之巅,登上其峰顶是无数人的梦想,也是对人类极限的挑战;同时,运抵峰顶进行测量的仪器设备也在经受极限的挑战,能否适应峰顶的恶劣环境成为一个关键因素。按照计划,运往峰顶的仪器设备主要包括:觇标(放置于峰顶的一种测量标志),用于测量峰顶冰雪深度的冰雪深雷达探测仪,GPS观测设备以及气象仪等。它们在严酷环境下能否正常工作?电池能否充足供应?数据的接收存储会不会出现问题?这些都需要实地验证。
如何正确熟练地操作这些仪器设备对登顶人员来讲也存在挑战。比如,觇标的放置,应该放在峰顶的最高点,但峰顶并非一个点,而是一个不规则的面,如何确定这个点并非易事;同样,用于测量峰顶冰雪深度的冰雪深雷达探测仪,也需要在峰顶不停地移动来探测冰雪层厚度。登顶人员在峰顶时已处于身体的极限,停留活动时间不可能太长,在恶劣的环境中实现峰顶测量的难度可想而知。
按照计划,参加这次测量活动的专业测绘工作者将和专业登山队员合作择机登上珠峰峰顶,这需要看“老天眼色”行事。如果专业测绘人员不能成功登顶,峰顶仪器设备的操作难度显然就会相应增加。
1975年，我国测定并发布了珠穆朗玛峰的高程为8848.13米，在国际上得到广泛认可。经过30年的地壳运动，现在的珠峰是在继续隆起还是不断垮塌？即将开展的复测工作是否会改变大家早已熟悉的8848.13这个数字？对此，中科院院士陈俊勇认为，过去30年来，珠峰地区在欧亚板块推动下，仍在以不固定的速率缓慢长高，但其冰雪层却在不断降低。至于珠峰原来的身高数字将发生什么样的变化，还要等到此次复测的结果出来后才能知晓。为保障此次测绘数据的准确性，复测采用了雷达探测技术，GPS接收机和雷达探测仪配合进行断层扫描，来获得珠峰顶上整个岩石的形状，并尽可能使数据更准。更重要的是，这次的方案是由测绘队员亲自上到珠峰顶上，而1975年是由登山队员帮忙测量的。
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