测量“地球之巅”

2020-06-02 10:53:40 来源:新华网

5月27日,2020珠峰高程测量登山队成功登顶世界第一高峰珠穆朗玛峰 边巴摄/本刊

喜马拉雅是地球上最年轻的山脉,其主峰珠穆朗玛的高度和相对位置每年都会发生变化

登顶测量途中险象环生,但没有什么能阻挡登山者读懂“地球之巅”的步伐

“我们国家自己的山,我们中国人要自己登上去;我们为什么要登山?就是为了登上去让全世界看见我们,看见中国;我们要测量准确的高度,是中国的高度。”

  文 |《瞭望》新闻周刊记者

珠穆朗玛,藏语涵义为“第三女神”,是人们熟知的世界第一高峰。

自中国正式宣布启动2020珠峰高程测量以来,这里便再次吸引了全球关注的目光。

这些天里,有人紧盯手机屏幕,通过实时摄像头,观赏珠峰的日出日落、星河出没。有人想象力爆棚,探讨在珠峰大本营过夜将是一种怎样的体验。还有人的求知欲被调动起来,在知乎上发问:珠峰为什么看起来没那么高?测量如何确定她的“头”和“脚”?

作为观察地壳运动和气候变化的“晴雨表”,珠峰始终在运动。珠峰测量不仅在于精确获得珠峰高度,更代表着人类对自然的求知和探索。

5月27日上午,2020珠峰高程测量登山队8名队员成功登顶,顺利开展各项峰顶测量工作。“地球之巅”正在人类努力和科技进步下逐渐揭开神秘面纱。

  再向珠峰行

4月30日,中国宣布正式启动2020珠峰高程测量。

2019年10月,习近平主席对尼泊尔进行国事访问期间,两国发布了《中华人民共和国和尼泊尔联合声明》,提出:考虑到珠穆朗玛峰是中尼两国友谊的永恒象征,双方愿推进气候变化、生态环境保护等方面合作。双方将共同宣布珠峰高程并开展科研合作。

为落实联合声明,自然资源部会同外交部、国家体育总局和西藏自治区政府组织了2020珠峰高程测量工作。

今年是人类首次从北坡成功登顶珠峰60周年,也是中国首次精确测定并公布珠峰高程45周年。开展这次珠峰高程测量具有重要的历史意义。

5月6日,30多名登山队员从海拔5200米的大本营出发,开启珠峰高程登顶测量。

在此之前,相关单位做了大量准备和前期工作。自然资源部组织中国测绘科学研究院、陕西测绘地理信息局以及中国地质调查局等单位的精锐力量,编制珠峰高程测量技术设计书和实施方案,陈俊勇院士、杨元喜院士领衔的测绘科技与管理方面的专家严格审查把关,以保证测量工作的科学性、高程成果的精确性。

自今年3月2日起,国测一大队53名测绘队员克服环境、气候恶劣及新冠肺炎疫情影响等困难,在珠峰及外围地区陆续开展了水准、重力、GNSS(全球导航卫星系统)、天文等测量工作,完成了大量基础性测量工作。

国测一大队队长李国鹏介绍,此次珠峰高程测量的成果可用于地球动力学板块运动等领域研究,精确的峰顶雪深、气象和风速等数据,将为冰川监测、生态环境保护等方面的研究提供第一手资料。

“比如GNSS测量、水准测量、重力测量的成果结合以前相关资料,不仅可以准确地分析目前地壳运动变化影响情况,同时也可为后续的似大地水准面模型建立提供准确的重力异常数据;重力测量成果可用于珠峰地区区域地球重力场模型的建立和冰川变化、地震、地壳运动等问题的研究。”他说。

  珠峰“身高”之变

此次测量作业区域集中在珠峰地区,高寒缺氧的环境给野外测量工作带来极大挑战。5月6日,测量进入登顶测量阶段,30多名测量登山队员从海拔5200米的珠峰大本营出发后,当日18时左右到达海拔5800米的过渡营地;7日上午约11时,从过渡营地出发,沿途经过东绒布冰川,徒步约6小时后到达前进营地……途中的艰难险阻和险象环生,没有阻挡登山者们读懂“地球之巅”的步伐。

长期以来,围绕珠峰高度的争论就一直存在,在过去几十年里,这座世界第一高峰的精确身高变化莫测。

早在300年前,中国就开始了对珠穆朗玛峰的测绘。在故宫博物院,现藏的四游标半圆仪、铜质御制方矩象限仪等仪器,都被认为曾用于当时的珠峰测高。

新中国成立之初,中央人民政府便提出了“精确测量珠峰高度,绘制珠峰地区地形图”的要求。1975年和2005年,我国两次成功测定并公布珠峰高程。

1975年,中国国家测绘地理信息局会同军测、登山队员,开展了首次珠峰海拔高程精确测量,测定珠峰海拔高程为8848.13米,这是中国人第一次将金属测量觇标竖立在珠峰峰顶。

2005年,中国再次开展了珠峰高程测量,精确测定珠峰峰顶岩石面海拔高程为8844.43米,峰顶冰雪深度为3.50米。那次测高,中国登山测量队员采用雷达探测技术测定珠峰峰顶冰雪覆盖层的厚度,提高了测峰顶雪深的精度,同时在峰顶上竖立了用航天材料特制的2.5米高的红色觇标。

喜马拉雅是地球上最年轻的山脉,作为其主峰,由于印度洋板块和亚欧板块碰撞挤压,珠穆朗玛的高度和相对位置每年都会发生变化。研究人员经多年的数据跟踪发现,珠峰移动速度是每年4.2厘米,朝着东北方位移,这个方向就是对着吉林省长春市。同时,珠峰高度和冰冠厚度也在变化。

2020珠峰高程测量技术协调组组长、中国测绘科学研究院研究员党亚民对媒体表示,对于处在板块活跃区域,频繁发生构造运动的珠峰来说,只有近期的测量成果才最接近现实情况;另外,珠峰测量技术也有了大的飞跃,新技术可以明显提升测量精度。

“长期来看,珠峰以每年4.4毫米的速度缓慢升高,这就意味着10年会升高4厘米左右,30年升高13厘米多。如果珠峰高程的测量精度在10厘米左右,那么二三十年后,就需要重新测量珠峰高程了。”党亚民解释。

短期来看,一次地震也可能影响珠峰的高程。2015年尼泊尔经历7.8级强烈地震,有卫星数据显示珠峰在强震的影响下出现变化,有科学家甚至推测,珠峰高度下降近1米。

大地测量学家陈俊勇形象地给出测量珠峰的理由——就像父母会定期给自己不断成长的子女量量身高一样。“人类要不断深入地认识自然,中国人要不断深入地认识自己的国土。”他说。

  攀登者的幸福

高程测量不能仅依赖测绘技术和高科技设备,必须靠人来完成。参与这项风险极高的任务,攀登者的勇气和毅力令人心生敬意。

烈日当头,狂风呼啸,在距离海拔5200米的加乌拉山口10公里处,国测一大队测绘队员薛强强正和队友调试交会测量设备,为最后冲顶测量做准备。

“时间紧迫,分秒必争。”2002年加入国测一大队的薛强强,这次主要参与西绒(西绒布冰川)点的峰顶交会测量。自4月20日以来,他一直在外进行冲顶前的模拟交会测量。

长期野外作业,让这位37岁的陕西汉子皮肤糙黑,加上魁梧的身材,他看起来粗犷如高原戈壁。而一旦对着测量仪器,他便如绣花姑娘般细腻专注。

“经天纬地,开路先锋”,是测绘事业的生动写照。但由于从事着最基础的行业,测绘队员们的艰辛很少为外人所知,尤其是珠峰测高,队员们常面临生命危险。

交会测量期间,薛强强经常负重15公斤,在海拔超五六千米的高度爬坡、过沟,稍一疏忽或手一滑,就可能掉进沟底。由于高寒缺氧和体力严重消耗,薛强强眼里不时迸散“金星”,胸口胀痛,头痛恶心,但凭借坚强意志,他和同事还是一次次如期完成任务。

在异常艰苦的环境下工作,条件的改善和设备的提升,足以让曾经参与过珠峰测高的老队员们欣慰。

今年39岁的国测一大队队员郑林2005年曾参与珠峰高程复测。他回忆,当时住的是绿色军用帐篷,队员们枕着行军被,用灌满开水的玻璃瓶暖脚,蜷缩成一团入睡;吃的是馒头、油饼和压缩饼干,烧雪水喝,甚至连个人防护装备也少有。

在2005年的测量中,郑林因GPS失效等原因,经历两次“生死体验”。15年之后,在同样的地点、同样的工作中,他发现了许多不同。

走进海拔5200米的珠峰大本营,这里24小时不断电,设立了临时医疗点并配有高压氧舱,帐篷内放有取暖器,每隔2到3天会有车辆运来蔬菜、水果和肉类等。

“青椒肉丝、啤酒鸭、土豆烧鸡、韭菜鸡蛋、醋熘土豆丝、酸菜粉丝汤……”郑林对大本营的菜品如数家珍。

记者跟随登山队员在珠峰大本营采访,明显感受到生态环保理念贯穿在每一个细节。营地厕所采用环保型材料,粪便被干粉式除臭剂加速降解,并运往山下作为农家肥使用;每个帐篷里都摆放垃圾桶,队员们自觉把垃圾丢到桶里,整个营地及帐篷内基本不见被随意丢弃的垃圾。

郑林说,测量高程是为了更全面和深刻地认识珠峰,在很大程度上,测量本身也是为了保护珠峰生态环境。

15年前,薛强强报名珠峰测绘,遗憾落选。这次被选中,他在一次次户外测绘中虽精疲力竭,但倍感充实和幸福。

“2019年下半年,电影《攀登者》讲述中国人首次从北坡登顶珠峰和首次公布珠峰高程的故事,感动了亿万国人。”薛强强说,《攀登者》里面有一句台词——我们国家自己的山,我们中国人要自己登上去;我们为什么要登山,就是为了登上去让全世界看见我们,看见中国;我们要测量准确的高度,是中国的高度。

“山还是那座山,永不言败的攀登精神,彰显了中国的实力。”他说。

  国产技术发力

彰显中国实力的,还有在此次测量中无所不在的中国技术和国产装备。

业内人士认为,得出珠峰的精准高度需要综合运用各种测量手段和数据处理方法,可以说,珠峰测高是一项代表国家测绘科技发展水平的综合性测绘工程,是对我国测绘科技水平的一次检验。

1975年珠峰测高时,中国登山队员在珠峰峰顶采用端头为包铁的木质探杆插进冰雪层,测得厚度为0.9米。2005年珠峰测高时,中国登山测量队员采用雷达探测技术测定珠峰峰顶冰雪覆盖层的厚度,提高了测峰顶雪深的精度和可靠性。

2020珠峰高程测量,综合运用多种传统和现代测绘技术,实现多项技术突破。

“2005年时,GNSS卫星测量主要依赖GPS。今年,我们将同时参考美国GPS、欧洲伽利略、俄罗斯格洛纳斯和中国北斗这四大全球导航卫星系统,并且会以北斗的数据为主。”李国鹏说。

据了解,北斗卫星导航系统在2020珠峰高程测量中发挥了重要作用,不仅用于珠峰高程测量的基础部分和外围控制测量,也将用于登顶后峰顶的坐标测量和冰雪探测测量。

4月30日,中国移动在珠穆朗玛峰海拔6500米前进营地的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信号已实现对珠峰北坡登山路线及峰顶的覆盖。这在保障了2020珠峰高程测量相关科考数据实时传输、通信保障的同时,还可以给高山救援、智慧旅游及科考等方面带来便捷。

珠峰测高是对国产测绘仪器的一次集体考验。以峰顶觇标GNSS接收机为例,为了适应珠峰海拔高、气压低、气温低的环境特点,中国测绘科学研究院国家光电测距仪检测中心经过近5个月的测试,不断改进技术参数,选出了可在零下40摄氏度,海拔9000米的环境条件下正常工作的国产设备。

5月27日13时30分,2020珠峰高程测量登山队8名队员完成峰顶测量任务,开始下撤。他们在峰顶停留150分钟,也创造了中国人在珠峰峰顶停留时长新纪录。

300多年前,人类便已迈出探求世界最高峰高度的步伐,多个国家的探险者和测绘工作者都曾为准确测量珠峰高程不懈努力。今天,我国测绘工作者再攀珠峰,将用更为先进的技术和仪器,刷新人类认识世界的高度。

  (采写记者:多吉占堆 边巴次仁 王炳坤 田金文 王沁鸥 魏玉坤 武思宇)