成功登顶珠峰的壮士超7000个,他们凭什么上热搜?
登顶珠峰曾经被认为是冒险家的运动,但和科技亦掺杂其中。曾经我们国家首次登顶珠峰,让中尼边界谈判得以落地。这次我们登顶珠峰,亦展现了科技实力。
作者 | 鞠思婷
2020年5月2711时,2020珠峰高程测量登山队成功从北坡登上珠穆朗玛峰峰顶,完成峰顶测量任务。这则振奋人心的消息在各大新闻和社交平台不断刷屏,全国人民都欢欣鼓舞。此次珠峰登顶究竟有哪些重大意义呢?
登顶珠峰是一项冒险家的运动
珠穆朗玛峰位于中国与尼泊尔边境线上,北部在中国境内,南部在尼泊尔境内,是世界最高峰。珠峰南坡温度较北坡高,且降水充足,植被茂盛,而北坡气候寒冷,植被稀少,山顶风大,山势陡峭。
珠峰位于中国与尼泊尔边境线上(北部中国,南部尼泊尔) | 百度地图
人类首次登顶珠峰的记录是1953年5月29,尼泊尔的夏尔巴向导丹增·诺尔盖带着新西兰的登山员埃德蒙·希拉里从南坡成功登顶珠穆朗峰的最高处。
自此之后,登山运动员就将征服珠峰作为终极目标,越来越多运动员企图问顶珠峰,如今在尼泊尔和均有了商业化的登山组织与服务,从南坡和北坡成功登顶珠峰的人数之和累计已达7000人。每年到达珠峰大本营的人数则数以万计,甚至因为这些游客源源不断进入珠峰,留下了遍地,导致珠峰上的处理一度成为难题。
珠穆朗玛峰一度成为“世界最高场” | news.sina
登顶珠峰曾经被认为是冒险家的运动,已有近300人在登顶过程中丧命,其中一些遇难者遗体一直留在山顶,成为后来者的路标(据悉,目前尼迫尔境内南坡的遇难者遗体未做处理,中国境内北坡的遇难者均运回山下)。
珠峰上的著名体“绿靴子” | sohu
随着现代化设备的支持,以及气象预报越来越精准,登顶珠峰的难度已经大大降低。总的来讲,在身体条件允许的情况下,只要登山时机和所选路线合理,且充分听从登山向导的指挥,登顶珠峰还是相对安全的,死亡率已降至2%左右。
珠峰就像一个成长中的孩子,要时不时给他量个身高
当然,与登山运动员的兴趣爱好和征服不同,科学家作为国家登山队往往肩负着重要使命,他们的登顶行为往往被赋予了更重大的意义。
时间来到1960年,我国与尼泊尔商谈边境线,我国提议以珠峰为界,珠峰以北归中国,以南归尼泊尔,而此时,尼泊尔却坚称珠穆朗玛峰不属于中国,并抛出问题:“你们自己的山都没登上去,凭什么说是你的?”
于是,1960年5月25凌晨,中国登山队历经千难万险,第一次从北坡登顶珠峰成功(同期印度登山队试图从南坡登顶,但因暴雪突袭,中途撤离),此后中尼边界谈判异常顺利,中国得到了半边珠峰。想知道这段历史的,推荐观看吴京主演的电影《攀登者》。
中国登山队从北坡登顶珠峰 | 《攀登者》剧照
但遗憾的是,首次登顶并未留下影像,一直不被世界承认。于是,1975年5月27中国登山队再次登顶,并树起测量觇标,测得珠峰的精确高度为8848.13米。2005年珠峰高程复测,我国测绘工作者采用更加先进的方法,并经过严密计算,去掉冰层厚度,测得珠峰峰顶岩石面的海拔高程为8844.43米。这两个数据一直也是国际所认可的权威数据。
既然已经有权威数据了,为什么又来一次测量呢?
原因是整个喜马拉雅山脉是亚欧板块碰撞的结果,板块碰撞的过程还在继续,15年间珠峰的高度一定发生了变化,加上我国的高程测量技术也有了大的飞跃,是时候给珠峰重新量一下身高了。
中科院院士、大地测量学家陈俊勇用通俗易懂的喻,道出了珠峰测量的意义:“父母要定期给自己不断成长的子女量量身高,是理所应当的。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。”
中国科学院院士陈俊勇 | 武汉大学校友总会官网
怎么给珠峰量身高?
其实给珠峰量身高的基本原理非常简单,就是我们中学时所学的直角三角形的知识。只需要在一个已知高度的位置,测出这个位置与峰顶之间的直线距离(线条),以及从这个位置看峰顶的仰角大小,就可以计算出此位置到峰顶的高度H,加上此位置的已知高度就可以得到珠峰的准确高度了。
利用三角函数的原理测量珠峰高度 | 作者制图
虽然原理很简单,但测量过程中有三个关键问题需要解决。
第一个问题是,怎么测量从已知高度位置到峰顶位置的直线距离?这个距离是千米级别的,我们应该用什么尺子来测量呢?生活中用的塑料尺、钢尺和皮尺肯定是不行的。道路交通中经常用到的超声测距,超过100米就不准确了。科学家最后找到的尺子是激光,激光测距的原理和测距一样,但激光更聚焦、能量更大,能测的距离更远。月亮到地球的精确距离,就是通过激光测距完成的。
第二个问题是,找到了尺子,怎么确定峰顶的位置呢?很明显肉眼是无法准确观测到峰顶位置的,这就必须在峰顶放一个标志性的易于识别的物体,这个物体叫做测量觇标,这就需要科学家登顶珠峰亲自放置测量觇标。
5月27,2020珠峰高程测量登山队成功登顶世界第一高峰珠穆朗玛峰。红色箭头所指处为刚刚竖立的测量觇标 |新华社特约记者扎西次仁(摄)
第三个问题是,珠峰上的冰到底有多厚?如果不知道冰层的厚度,那么珠峰的岩石面准确高度就无法得知。测冰层厚度也需要科学家登顶后作(以前是使用探杆向冰层下打洞,现在则可使用探地雷达,找到岩石最高点)。
此次科学家登顶行动所做的几件事情就是围绕以上三个问题来的:1)在海波6500米前进营架设5G基站,信号覆盖峰顶;2)在峰顶竖立测量觇标;3)在峰顶测量冰层厚度;4)在峰顶架设信号设备(主要是卫星天线)。
新的测量技术被应用,两月后将得到更准确的结果
当然,此次测量过程除了使用传测量方法外,还使用了卫星遥感和航空重力测量等技术手段。
卫星遥感测量是通过全球导航卫星系(GNSS)来实现的。通过架设在峰顶的卫星天线,GNSS能通过卫星获取平面位置、峰顶高度等信息。但卫星遥感测量精度不够,高程方面的精度约仅为两米。同样地,卫星遥感无法测得冰层厚度。目前全世界主要由四大全球导航卫星系,分别是的GPS、欧洲的伽利略、俄罗斯的格洛纳斯和中国北斗。此次的珠峰高度测量会以北斗系的数据为主,同时参考三个系。
航空重力测量则由“航空地质一号”飞机完成,航空重力测量数据能够解算出更高精度的大地水准面(即海拔高程系的起算面,也就是上文图中“已知高度位置”)的测量结果。除航空重力测量外,“航空地质一号”还完成了航空遥感测量,获得了大范围、高精度的三维地形测量结果。这些都是珠峰高程测量中较关键的数据。
“航空地质一号”飞机,用于测量重力,从而推算出大地水准面 |人民报
以上这些技术手段的使用,将会全面提升测量精度,进而获得历史最高精度的珠峰高程测量结果。据悉,经过准确计算和分析之后,最终测量结果将于两个月后获得。
最后,值得一提的是,此次珠峰登顶除肩负重新测量珠峰高度的重大任务外,还将完成很多科学研究的任务。如通过珠穆朗玛峰的高度变化数据,科学家可以分析喜马拉雅山脉乃至青地区的地质变化规律;而精确的峰顶雪深、气象、风速和冰川监测等数据,将为珠峰及周边地区的自然资源监测和生态环境保护等提供第一手资料。
参考资料:
[1] 裴洪超.辽宁最高山峰测量方法可性验证分析[J].经纬天地,2018(01):47-51.
[2] 世界顶尖科学家论坛:珠峰测高:设备很尖端,原理很简单。s://mp.weixin.qq/s/RrIHC0ncV_aAhSHr26VnOw
[3] 杨智杰:重启珠峰“身高”测量[N].中国新闻周刊,2020.5.18总第947期。://news.inewsweek/viewpoint/2020-05-18/9397.shtml
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