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測量“地球之巔”
2020-06-02 10:53:40 來源: 《瞭望》新聞周刊
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5月27日,2020珠峰高程測量登山隊成功登頂世界第一高峰珠穆朗瑪峰 邊巴攝/本刊

  ?喜馬拉雅是地球上最年輕的山脈,其主峰珠穆朗瑪?shù)母叨群拖鄬ξ恢妹磕甓紩l(fā)生變化

  ?登頂測量途中險象環(huán)生,但沒有什么能阻擋登山者讀懂“地球之巔”的步伐

  ?“我們國家自己的山,我們中國人要自己登上去;我們?yōu)槭裁匆巧剑烤褪菫榱说巧先プ屓澜缈匆娢覀?,看見中國;我們要測量準(zhǔn)確的高度,是中國的高度?!?/p>

  文?|《瞭望》新聞周刊記者

  珠穆朗瑪,藏語涵義為“第三女神”,是人們熟知的世界第一高峰。

  自中國正式宣布啟動2020珠峰高程測量以來,這里便再次吸引了全球關(guān)注的目光。

  這些天里,有人緊盯手機屏幕,通過實時攝像頭,觀賞珠峰的日出日落、星河出沒。有人想象力爆棚,探討在珠峰大本營過夜將是一種怎樣的體驗。還有人的求知欲被調(diào)動起來,在知乎上發(fā)問:珠峰為什么看起來沒那么高?測量如何確定她的“頭”和“腳”?

  作為觀察地殼運動和氣候變化的“晴雨表”,珠峰始終在運動。珠峰測量不僅在于精確獲得珠峰高度,更代表著人類對自然的求知和探索。

  5月27日上午,2020珠峰高程測量登山隊8名隊員成功登頂,順利開展各項峰頂測量工作?!暗厍蛑畮p”正在人類努力和科技進(jìn)步下逐漸揭開神秘面紗。

  再向珠峰行

  4月30日,中國宣布正式啟動2020珠峰高程測量。

  2019年10月,習(xí)近平主席對尼泊爾進(jìn)行國事訪問期間,兩國發(fā)布了《中華人民共和國和尼泊爾聯(lián)合聲明》,提出:考慮到珠穆朗瑪峰是中尼兩國友誼的永恒象征,雙方愿推進(jìn)氣候變化、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面合作。雙方將共同宣布珠峰高程并開展科研合作。

  為落實聯(lián)合聲明,自然資源部會同外交部、國家體育總局和西藏自治區(qū)政府組織了2020珠峰高程測量工作。

  今年是人類首次從北坡成功登頂珠峰60周年,也是中國首次精確測定并公布珠峰高程45周年。開展這次珠峰高程測量具有重要的歷史意義。

  5月6日,30多名登山隊員從海拔5200米的大本營出發(fā),開啟珠峰高程登頂測量。

  在此之前,相關(guān)單位做了大量準(zhǔn)備和前期工作。自然資源部組織中國測繪科學(xué)研究院、陜西測繪地理信息局以及中國地質(zhì)調(diào)查局等單位的精銳力量,編制珠峰高程測量技術(shù)設(shè)計書和實施方案,陳俊勇院士、楊元喜院士領(lǐng)銜的測繪科技與管理方面的專家嚴(yán)格審查把關(guān),以保證測量工作的科學(xué)性、高程成果的精確性。

  自今年3月2日起,國測一大隊53名測繪隊員克服環(huán)境、氣候惡劣及新冠肺炎疫情影響等困難,在珠峰及外圍地區(qū)陸續(xù)開展了水準(zhǔn)、重力、GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))、天文等測量工作,完成了大量基礎(chǔ)性測量工作。

  國測一大隊隊長李國鵬介紹,此次珠峰高程測量的成果可用于地球動力學(xué)板塊運動等領(lǐng)域研究,精確的峰頂雪深、氣象和風(fēng)速等數(shù)據(jù),將為冰川監(jiān)測、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面的研究提供第一手資料。

  “比如GNSS測量、水準(zhǔn)測量、重力測量的成果結(jié)合以前相關(guān)資料,不僅可以準(zhǔn)確地分析目前地殼運動變化影響情況,同時也可為后續(xù)的似大地水準(zhǔn)面模型建立提供準(zhǔn)確的重力異常數(shù)據(jù);重力測量成果可用于珠峰地區(qū)區(qū)域地球重力場模型的建立和冰川變化、地震、地殼運動等問題的研究?!彼f。

  珠峰“身高”之變

  此次測量作業(yè)區(qū)域集中在珠峰地區(qū),高寒缺氧的環(huán)境給野外測量工作帶來極大挑戰(zhàn)。5月6日,測量進(jìn)入登頂測量階段,30多名測量登山隊員從海拔5200米的珠峰大本營出發(fā)后,當(dāng)日18時左右到達(dá)海拔5800米的過渡營地;7日上午約11時,從過渡營地出發(fā),沿途經(jīng)過東絨布冰川,徒步約6小時后到達(dá)前進(jìn)營地……途中的艱難險阻和險象環(huán)生,沒有阻擋登山者們讀懂“地球之巔”的步伐。

  長期以來,圍繞珠峰高度的爭論就一直存在,在過去幾十年里,這座世界第一高峰的精確身高變化莫測。

  早在300年前,中國就開始了對珠穆朗瑪峰的測繪。在故宮博物院,現(xiàn)藏的四游標(biāo)半圓儀、銅質(zhì)御制方矩象限儀等儀器,都被認(rèn)為曾用于當(dāng)時的珠峰測高。

  新中國成立之初,中央人民政府便提出了“精確測量珠峰高度,繪制珠峰地區(qū)地形圖”的要求。1975年和2005年,我國兩次成功測定并公布珠峰高程。

  1975年,中國國家測繪地理信息局會同軍測、登山隊員,開展了首次珠峰海拔高程精確測量,測定珠峰海拔高程為8848.13米,這是中國人第一次將金屬測量覘標(biāo)豎立在珠峰峰頂。

  2005年,中國再次開展了珠峰高程測量,精確測定珠峰峰頂巖石面海拔高程為8844.43米,峰頂冰雪深度為3.50米。那次測高,中國登山測量隊員采用雷達(dá)探測技術(shù)測定珠峰峰頂冰雪覆蓋層的厚度,提高了測峰頂雪深的精度,同時在峰頂上豎立了用航天材料特制的2.5米高的紅色覘標(biāo)。

  喜馬拉雅是地球上最年輕的山脈,作為其主峰,由于印度洋板塊和亞歐板塊碰撞擠壓,珠穆朗瑪?shù)母叨群拖鄬ξ恢妹磕甓紩l(fā)生變化。研究人員經(jīng)多年的數(shù)據(jù)跟蹤發(fā)現(xiàn),珠峰移動速度是每年4.2厘米,朝著東北方位移,這個方向就是對著吉林省長春市。同時,珠峰高度和冰冠厚度也在變化。

  2020珠峰高程測量技術(shù)協(xié)調(diào)組組長、中國測繪科學(xué)研究院研究員黨亞民對媒體表示,對于處在板塊活躍區(qū)域,頻繁發(fā)生構(gòu)造運動的珠峰來說,只有近期的測量成果才最接近現(xiàn)實情況;另外,珠峰測量技術(shù)也有了大的飛躍,新技術(shù)可以明顯提升測量精度。

  “長期來看,珠峰以每年4.4毫米的速度緩慢升高,這就意味著10年會升高4厘米左右,30年升高13厘米多。如果珠峰高程的測量精度在10厘米左右,那么二三十年后,就需要重新測量珠峰高程了?!秉h亞民解釋。

  短期來看,一次地震也可能影響珠峰的高程。2015年尼泊爾經(jīng)歷7.8級強烈地震,有衛(wèi)星數(shù)據(jù)顯示珠峰在強震的影響下出現(xiàn)變化,有科學(xué)家甚至推測,珠峰高度下降近1米。

  大地測量學(xué)家陳俊勇形象地給出測量珠峰的理由——就像父母會定期給自己不斷成長的子女量量身高一樣?!叭祟愐粩嗌钊氲卣J(rèn)識自然,中國人要不斷深入地認(rèn)識自己的國土?!彼f。

  攀登者的幸福

  高程測量不能僅依賴測繪技術(shù)和高科技設(shè)備,必須靠人來完成。參與這項風(fēng)險極高的任務(wù),攀登者的勇氣和毅力令人心生敬意。

  烈日當(dāng)頭,狂風(fēng)呼嘯,在距離海拔5200米的加烏拉山口10公里處,國測一大隊測繪隊員薛強強正和隊友調(diào)試交會測量設(shè)備,為最后沖頂測量做準(zhǔn)備。

  “時間緊迫,分秒必爭。”2002年加入國測一大隊的薛強強,這次主要參與西絨(西絨布冰川)點的峰頂交會測量。自4月20日以來,他一直在外進(jìn)行沖頂前的模擬交會測量。

  長期野外作業(yè),讓這位37歲的陜西漢子皮膚糙黑,加上魁梧的身材,他看起來粗獷如高原戈壁。而一旦對著測量儀器,他便如繡花姑娘般細(xì)膩專注。

  “經(jīng)天緯地,開路先鋒”,是測繪事業(yè)的生動寫照。但由于從事著最基礎(chǔ)的行業(yè),測繪隊員們的艱辛很少為外人所知,尤其是珠峰測高,隊員們常面臨生命危險。

  交會測量期間,薛強強經(jīng)常負(fù)重15公斤,在海拔超五六千米的高度爬坡、過溝,稍一疏忽或手一滑,就可能掉進(jìn)溝底。由于高寒缺氧和體力嚴(yán)重消耗,薛強強眼里不時迸散“金星”,胸口脹痛,頭痛惡心,但憑借堅強意志,他和同事還是一次次如期完成任務(wù)。

  在異常艱苦的環(huán)境下工作,條件的改善和設(shè)備的提升,足以讓曾經(jīng)參與過珠峰測高的老隊員們欣慰。

  今年39歲的國測一大隊隊員鄭林2005年曾參與珠峰高程復(fù)測。他回憶,當(dāng)時住的是綠色軍用帳篷,隊員們枕著行軍被,用灌滿開水的玻璃瓶暖腳,蜷縮成一團(tuán)入睡;吃的是饅頭、油餅和壓縮餅干,燒雪水喝,甚至連個人防護(hù)裝備也少有。

  在2005年的測量中,鄭林因GPS失效等原因,經(jīng)歷兩次“生死體驗”。15年之后,在同樣的地點、同樣的工作中,他發(fā)現(xiàn)了許多不同。

  走進(jìn)海拔5200米的珠峰大本營,這里24小時不斷電,設(shè)立了臨時醫(yī)療點并配有高壓氧艙,帳篷內(nèi)放有取暖器,每隔2到3天會有車輛運來蔬菜、水果和肉類等。

  “青椒肉絲、啤酒鴨、土豆燒雞、韭菜雞蛋、醋熘土豆絲、酸菜粉絲湯……”鄭林對大本營的菜品如數(shù)家珍。

  記者跟隨登山隊員在珠峰大本營采訪,明顯感受到生態(tài)環(huán)保理念貫穿在每一個細(xì)節(jié)。營地廁所采用環(huán)保型材料,糞便被干粉式除臭劑加速降解,并運往山下作為農(nóng)家肥使用;每個帳篷里都擺放垃圾桶,隊員們自覺把垃圾丟到桶里,整個營地及帳篷內(nèi)基本不見被隨意丟棄的垃圾。

  鄭林說,測量高程是為了更全面和深刻地認(rèn)識珠峰,在很大程度上,測量本身也是為了保護(hù)珠峰生態(tài)環(huán)境。

  15年前,薛強強報名珠峰測繪,遺憾落選。這次被選中,他在一次次戶外測繪中雖精疲力竭,但倍感充實和幸福。

  “2019年下半年,電影《攀登者》講述中國人首次從北坡登頂珠峰和首次公布珠峰高程的故事,感動了億萬國人?!毖姀娬f,《攀登者》里面有一句臺詞——我們國家自己的山,我們中國人要自己登上去;我們?yōu)槭裁匆巧?,就是為了登上去讓全世界看見我們,看見中國;我們要測量準(zhǔn)確的高度,是中國的高度。

  “山還是那座山,永不言敗的攀登精神,彰顯了中國的實力。”他說。

  國產(chǎn)技術(shù)發(fā)力

  彰顯中國實力的,還有在此次測量中無所不在的中國技術(shù)和國產(chǎn)裝備。

  業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,得出珠峰的精準(zhǔn)高度需要綜合運用各種測量手段和數(shù)據(jù)處理方法,可以說,珠峰測高是一項代表國家測繪科技發(fā)展水平的綜合性測繪工程,是對我國測繪科技水平的一次檢驗。

  1975年珠峰測高時,中國登山隊員在珠峰峰頂采用端頭為包鐵的木質(zhì)探桿插進(jìn)冰雪層,測得厚度為0.9米。2005年珠峰測高時,中國登山測量隊員采用雷達(dá)探測技術(shù)測定珠峰峰頂冰雪覆蓋層的厚度,提高了測峰頂雪深的精度和可靠性。

  2020珠峰高程測量,綜合運用多種傳統(tǒng)和現(xiàn)代測繪技術(shù),實現(xiàn)多項技術(shù)突破。

  “2005年時,GNSS衛(wèi)星測量主要依賴GPS。今年,我們將同時參考美國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),并且會以北斗的數(shù)據(jù)為主?!崩顕i說。

  據(jù)了解,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在2020珠峰高程測量中發(fā)揮了重要作用,不僅用于珠峰高程測量的基礎(chǔ)部分和外圍控制測量,也將用于登頂后峰頂?shù)淖鴺?biāo)測量和冰雪探測測量。

  4月30日,中國移動在珠穆朗瑪峰海拔6500米前進(jìn)營地的5G基站投入使用,加上此前已在海拔5300米、5800米建成的基站,5G信號已實現(xiàn)對珠峰北坡登山路線及峰頂?shù)母采w。這在保障了2020珠峰高程測量相關(guān)科考數(shù)據(jù)實時傳輸、通信保障的同時,還可以給高山救援、智慧旅游及科考等方面帶來便捷。

  珠峰測高是對國產(chǎn)測繪儀器的一次集體考驗。以峰頂覘標(biāo)GNSS接收機為例,為了適應(yīng)珠峰海拔高、氣壓低、氣溫低的環(huán)境特點,中國測繪科學(xué)研究院國家光電測距儀檢測中心經(jīng)過近5個月的測試,不斷改進(jìn)技術(shù)參數(shù),選出了可在零下40攝氏度,海拔9000米的環(huán)境條件下正常工作的國產(chǎn)設(shè)備。

  5月27日13時30分,2020珠峰高程測量登山隊8名隊員完成峰頂測量任務(wù),開始下撤。他們在峰頂停留150分鐘,也創(chuàng)造了中國人在珠峰峰頂停留時長新紀(jì)錄。

  300多年前,人類便已邁出探求世界最高峰高度的步伐,多個國家的探險者和測繪工作者都曾為準(zhǔn)確測量珠峰高程不懈努力。今天,我國測繪工作者再攀珠峰,將用更為先進(jìn)的技術(shù)和儀器,刷新人類認(rèn)識世界的高度。

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