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8848.86米!珠峰最新高程是怎么测出来的?

2020-12-09 00:16 来源: 人民日报客户端
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  8848.86米!12月8日,基于全球高程基准的珠穆朗玛峰雪面高程一经发布,即成为热门话题。珠峰高程是如何测算出来的?怎么看待珠峰的最新高程?珠峰测高意义何在?记者就读者关心的问题采访了有关专家。

  如何测算?

  科研人员收集了珠峰及邻近地区100多万平方公里最新地形数据,总量达1.44亿条,并实现了多个“首次”

  地球表面地形起伏巨大,科学家们假设静止的海水面向大陆延伸,把地球包裹起来形成“大地水准面”,珠峰高程即珠峰海拔高,即峰顶到大地水准面的距离。然而,大地水准面无法直接测量,需要珠峰地区现势性强、分辨率高、数量庞大的重力数据、水准数据、地形数据和卫星定位数据综合计算得到。

  受地球板块运动和地震等因素的影响,珠峰地区环境持续发生变化,我国在不同时期对珠峰地区进行科学考察并发布珠峰高程。1975年,我国测得珠峰海拔高程为8848.13米;2005年,我国测得珠峰峰顶岩石面的海拔高程为8844.43米;今年我国测量登山队队员再次成功登顶珠峰,并开展各项测量工作。

  此次珠峰高程测量实现了多个“首次”。“我们从日喀则国家一等水准点向珠峰脚下布测了数条水准线路,首次将我国国家高程基准传递至中国与尼泊尔边界,人类还首次实现了实测珠峰峰顶重力值,航空重力测量首次连片测量了人类无法涉足区域的重力值。”国测一大队队长李国鹏介绍。

  2020年5月27日11时,测量登山队员在珠峰峰顶架起红色觇标,珠峰脚下6个交会点的测量队员,实测了交会点到峰顶觇标点的斜边距离及垂直角度,由此可以计算出峰顶觇标点相对交会点的高度差,加上已知交会点的大地高,就得到珠峰雪面大地高。与此同时,峰顶GNSS接收机接收以北斗卫星为主的各卫星导航系统数据,再用专业数据处理软件获得峰顶平面位置和大地高,并与传统交会测量取得的成果进行校验与融合。

  国测一大队队员在珠峰地区开展国产GNSS接收机测试。国测一大队供图

  利用多种技术手段,科研人员收集了珠峰及邻近地区100多万平方公里最新地形数据,总量达1.44亿条。自然资源部大地测量数据处理中心主任郭春喜说:“此次数据处理包括7个方面的工作,即GNSS(全球导航卫星系统)控制网数据处理、高程控制网数据处理、峰顶交会数据处理、重力测量数据处理、雪深雷达测量数据处理、珠峰地区重力场及似大地水准面精化、珠峰高程的综合确定。”

  2020珠峰高程测量技术协调组组长、自然资源部中国测绘科学研究院研究员党亚民指出,2020珠峰高程测量外业数据来之不易,数据丰富、质量高。专家们在此基础上开展大量的检核工作,确保数据质量。此后,在自然资源部的统一部署下,进行珠峰高程的精确计算。

  2020珠峰高程测量交会组开展交会测量练兵国测一大队供图

  怎么看珠峰的最新高程?

  经过严密计算、数据联合处理和协商,最终得到基于全球高程基准的珠峰峰顶雪面海拔高

  经过一系列严密计算,科研人员获得了精准的峰顶雪面大地高,并建立起珠峰地区大地水准面模型,得到基于我国国家高程基准的珠峰峰顶雪面海拔高,在此基础上,中方数据处理专家与尼泊尔专家一起,进行数据联合处理,经过反复论证和多轮协商,最终得到基于全球高程基准的珠峰峰顶雪面海拔高。

  与我国开展的前两次珠峰高程测量有所不同,此次珠峰高程数据是经过中尼双方联合处理和协商,最终得到的基于全球高程基准的珠峰峰顶雪面海拔高。“今年8月,中尼珠峰测量联合技术委员会成立。我们组织了国内权威的院士专家,对联合数据处理的方案进行了评审,确保方案的权威性。”党亚民介绍。

  国测一大队队员正在开展珠峰区域天文测量工作。国测一大队供图

  为何采用全球高程基准?“这是因为两国高程测量基准不同。”党亚民说,我国采用的是基于黄海海平面的国家高程基准,尼泊尔采用的则是基于孟加拉湾平均海平面的高程基准。为了实现两国元首“共同发布珠峰新高程”的重要共识,而且两国发布同一高程数据能更好地体现双方的友谊与合作,联合技术委员会经过认真的商讨,共同决定采用全球高程基准。

  “全球高程基准是根据全球的海平面得到的高程基准,由相关国际组织发布,具有权威性。”党亚民说,“这是全世界第一次在珠峰地区建立全球高程基准,这是珠峰测量历史上的一次突破。”

  为何测算峰顶雪面海拔高,而非岩面海拔高?党亚民解释,一是因为中尼两国开展珠峰高程测量都是首先对雪面进行的直接测量,雪面的高程值具有更高的精度;二是对于人类登山活动来说,都是登山雪面高度,这一高度值更具有象征意义。

  “换个角度来说,2019年至2020年中尼两次测量,峰顶雪面高虽有变化,但每次测量都代表峰顶雪面的海拔最高点,而且在观测时刻的测量精度都很高,因此将两国在两个年份的雪面高按一定原则取平均,至少反映了珠峰在这个期间的雪面高状态,是很有意义的。”党亚民指出。

  珠峰测高意义何在?

  科学性、可靠性、创新性都有明显提高,是历史上精度最高的一次珠峰高程测量

  同2005年相比,2020珠峰高程测量的科学性、可靠性、创新性都有了明显提高。郭春喜介绍,2020珠峰高程测量,将我国自主研制的北斗卫星导航系统首次应用于珠峰峰顶大地高的计算,获取了更长观测时间、更多卫星观测数量的数据;GNSS接收机、长测程全站仪、重力仪等国产仪器全面担纲,指标精度达到了世界先进水平。

  西藏自治区气象局2020珠峰高程测量气象探测保障服务队施放高空气象探测气球。国测一大队供图

  党亚民介绍,航空重力测量、峰顶重力测量等高精度数据的引入,使起算面的精度大幅提高;今年,测量登山队员克服重重困难,在峰顶停留150分钟,获取的有效数据时长比2005年长了近一倍。“另外,这是第一次将综合测绘技术全面引入,采用卫星遥感、航空遥感、激光雷达等手段,同时采集地形数据、气象数据等,使2020珠峰高程测量成为历史上精度最高的一次。”他说。

  “此次对珠峰地区进行科学考察,获得的数据成果,为珠峰地区的生态环境保护、地质调查、地壳运动监测等提供了重要数据和技术支撑,也是对我国测绘科技水平的检验,彰显了我国综合实力与测绘技术的进步。”郭春喜说。

  珠峰金顶。国测一大队供图

  精确测得珠峰高程有何意义?

  专家指出,从科学层面来说,珠峰高度及其变化情况,是研究欧亚大陆与印度洋板块相互作用及珠峰地区生态环境变化的数据支持,对阐明全球构造运动、发展地球科学理论,都具有重要价值。另外,2015年4月,尼泊尔发生了8.1级大地震。这次大地震对珠峰高度是否产生影响?产生多大影响?在全球存在争议。只有通过精确测量才能得到证实。

  从技术层面来说,由于珠峰是世界第一高峰,气候多变、高寒缺氧、环境复杂,其高程不仅对人体是严酷考验,对测量装备和测绘技术也有很高的要求。因此,精确测量珠峰高程也是一个国家测绘技术水平和能力的综合体现。

  从政治和外交层面来说,珠峰是中尼两国界峰,也是两国友好的重要象征。2020年正值中尼建交65周年,也是人类首次从北坡成功登顶珠峰60周年,是我国首次精确测定并公布珠峰高程45周年。中尼两国共同宣布珠峰最新高程数据,必将进一步促进两国睦邻友好关系,将跨越喜马拉雅的友谊推向新高度,也具有重要的纪念意义。

  (来源:人民日报客户端)

  【编辑:符樱】

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