如何给珠穆朗玛峰测“身高”

珠穆朗玛峰(简称为珠峰)地处中国和尼泊尔的边界东段,是地球上的第一高峰。2005年,原国家测绘局(2011年更名为国家测绘地理信息局)测得珠峰峰顶岩石面海拔高程为8844.43米,精度为±0.21米,峰顶冰雪深度为3.50米。

要精确测量珠峰的高程,面临的首要问题是海拔要从哪里算起。中国是以山东青岛验潮站的黄海平均海水面为海拔零点起算。测绘人员首先取得了西藏拉孜县相对山东青岛水准原点的精确高程。然后,测量队从拉孜县开始测量珠峰高程。前半程采用传统而精确的水准测量法,每隔几十米竖立一个标尺,通过水准仪测出高差,一站一站地将高差累加起来就可得出准确的高差数字。这样一直传递到珠峰脚下的6个测量点,就得到了精确的高程数据。

当登山测量队员登上珠峰峰顶,竖立起测量觇标—观测点的准确标志,这个觇标与珠峰脚下的那6个点,组成6条斜直线,与水平线和重力垂线构成了6个直角三角形。为什么要测6个点这么多呢?一是测绘上需要冗余观测,需要有一定数量的多点观测组成网络,二是为了防止有几个点的精度不够或有意外发生。

各测量点连到珠峰峰顶的直线段,是直角三角形的斜边,这个斜边的距离和仰角都可以用仪器测量出来,利用勾股定理计算得到与重力垂线重合的那一条直角边长,即其所代表的高程差。此时,高程差加上观测点的起算高程得到的高度,其实是珠峰峰顶的觇标的高程。由于觇标是插在峰顶的积雪地面上,雪面以下还有几米厚的压实的积雪,积雪下面可能还有冰和碎石,因此,要知道珠峰的实际高程,还要把积雪地面以上部分的高度、积雪和冰层的厚度统统扣除才行。2005年测量珠峰时,登山队员带上去一台专门测量冰雪层厚度的探地雷达,准确测量出了积雪层、冰层、冰与碎石混合层的厚度。

实际观测中,重力和大气会对量取精确测量数值有干扰,因此测量珠峰的同时还要观测重力和气象情况,做多方面的改正计算,得到最优结果。实际上,2005年中国给珠峰测“身高”时还采用了重力、全球卫星定位等各类测量手段获取数据,经过一系列的复杂计算取得珠峰精确高程,包括峰顶岩石面的海拔高程,峰顶各冰雪层的厚度,这为今后科学监测珠峰高程的变化以及青藏高原地壳运动提供了准确科学的数据。

大地测量、精密水准测量、三角测量、卫星定位测量等各种现代精密测量证实,喜马拉雅山仍在快速上升中,每年平均上升达10毫米左右。珠穆朗玛峰在长高的过程中超越群峰,成为了地球之巅。

测量人员经过艰难跋涉,登上珠峰峰顶

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