國(guó)家測(cè)繪局在2005年暨我國(guó)首次精密測(cè)量珠峰高程30周年之際，與西藏登山隊(duì)合作，再次成功測(cè)量了珠穆朗瑪峰。精確測(cè)得的珠峰海拔高程8844.43米，測(cè)量精度0.21米，峰頂雪深3.50米。對(duì)于這個(gè)新高度，也許人們心中還留有一連串的疑問(wèn)。
2005年5月22日11時(shí)08分～12時(shí)20分，我國(guó)登山測(cè)量隊(duì)攜帶精密測(cè)量設(shè)備成功地登上珠穆朗瑪峰頂。測(cè)量隊(duì)員在珠峰頂架設(shè)了三角測(cè)量覘標(biāo)、激光測(cè)距反射棱鏡，在峰頂利用雪深探測(cè)雷達(dá)觀測(cè)了39分鐘，完成了峰頂覆雪厚度的測(cè)量;利用GPS全球定位技術(shù)完成了36分鐘空間定位觀測(cè)，在平均海拔5562米的6個(gè)觀測(cè)站，完成了兩天三角測(cè)距觀測(cè)，最近測(cè)站距峰頂10171米，獲得了珠峰頂三維空間坐標(biāo);為了推算峰頂重力值，重力梯度觀測(cè)沿登山路線推進(jìn)至距珠峰1.9千米的7695米高。珠峰峰頂測(cè)量采用了多種可相互獨(dú)立驗(yàn)證的測(cè)量技術(shù)，成功地獲得了完全來(lái)自峰頂?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù)，是珠峰高度有史以來(lái)最為精確的測(cè)量。(參見(jiàn)2005年第10期《給世界之巔再量身》)
大山的由來(lái)
地球的外殼是由許多塊大大小小的地殼拼合而成，而我們崇拜的名山大川就成長(zhǎng)在這漂浮地殼的邊緣上—斷裂帶、山脊帶。常識(shí)告訴我們，山是因水流切割而成的，這只是人們坐井觀天的結(jié)論，其實(shí)，山的形態(tài)早就在地殼構(gòu)建開(kāi)始的時(shí)刻已筑成型，山脈與海嶺沿著那綿延的板塊縫隙“破殼而出”。山永遠(yuǎn)在那里，引導(dǎo)我們用生命與心血去探索世界最高峰的奧秘。
山峰的形成可歸納為三種。第一種是因火山噴發(fā)而成的，它由致密結(jié)晶狀的玄武巖或花崗巖構(gòu)成，仔細(xì)觀察，其山體由形狀為四棱或五棱柱體或多面錐體的巨大巖晶聚合而成，形狀怪異，在蒼茫的大山中通常位于群峰簇?fù)淼闹虚g，它以神奇的力量將地殼塊體推向兩側(cè)形成衛(wèi)峰。衛(wèi)峰有如相互依靠的多米諾骨牌，疊壓簇?fù)碓诨鸪傻纳襟w兩側(cè)，每塊骨牌就是側(cè)峰或稱(chēng)“衛(wèi)峰”。如果你有機(jī)會(huì)飛越天山南北，就能體會(huì)到這奇異的造型。第二種是立于兩側(cè)的山峰，像骨牌一樣都背向分明(地質(zhì)上稱(chēng)作“巖層的向斜或背斜”，表達(dá)一個(gè)山體的兩個(gè)面);每個(gè)衛(wèi)峰的山體按照地殼冷卻收縮時(shí)龜裂的紋理，像干枯的湖底裂紋一樣形成一座座有著多于三條棱脊的山體，棱脊的交匯點(diǎn)就是地殼山體上的峰頂。山體以這些不同方向的山脊為邊緣，以最穩(wěn)定的勢(shì)能規(guī)律緊湊地拼合在一起，均衡地漂浮在巖漿之上。第三種山是沒(méi)有能力徹底完成前兩種造山運(yùn)動(dòng)過(guò)程，但卻因巖漿活動(dòng)而形成的山，人們稱(chēng)之為“喀斯特地貌”，因其巖溶地貌而得名。近看這些山峰，每個(gè)都圓圓的像饅頭似的。幾乎山山有洞，洞中的暗河有如火山的地下溶巖通道。從遠(yuǎn)處看，五六個(gè)這樣的“饅頭”圍成一個(gè)圈子;從飛機(jī)上看，圈子中間是個(gè)隱蔽的盆地，也許這里就是傳說(shuō)中的世外桃源;從高空俯瞰，饅頭狀山峰有規(guī)律地匯聚成黑黑的一大片，圈狀的分布就像鐵鍋中沸騰的冒著氣泡的糖漿，還像葵花盤(pán)狀的馬蜂窩，這里的巖石都是沉積巖經(jīng)過(guò)高溫高壓后變質(zhì)的石灰?guī)r石，而其形態(tài)變成了饅頭狀，在高溫高壓下，化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，使海洋中沉淀的鹽堿分解蒸發(fā)。變質(zhì)的巖石沒(méi)有鹽堿，為寄生其上的植物提供了良好的生存環(huán)境，因此植被繁盛。
定義珠穆朗瑪峰
登山家們?yōu)樯椒迦绱硕x：一座獨(dú)立的山峰必須滿足每側(cè)山脊鞍部到獨(dú)立峰頂?shù)母卟畲笥?00米。位于喜馬拉雅弧上的14座8000米以上的山峰都是這樣篩選出來(lái)的，其周邊滿足不了條件的山頭雖然很多都高于8000米，但卻只能被稱(chēng)作“衛(wèi)峰”。地球由巖石圈、生物圈、社會(huì)圈、水圈、大氣圈五大圈層構(gòu)成，由太陽(yáng)與月球共同驅(qū)動(dòng)，形成我們的地球系統(tǒng)。珠穆朗瑪峰從巖石圈中崛起，形態(tài)呈三棱金字塔體，其中南山脊與西北山脊為國(guó)界線，東南山脊屬中國(guó)獨(dú)有，其北面與西南面為陡峭的向斜面，這兩側(cè)的山體表面上，冰雪無(wú)法留存;東南面為稍平緩的背斜面，這里終年冰雪覆蓋，一直延伸到珠峰頂部，峰頂?shù)难┟本褪侵榉灞ǖ淖罡咴搭^。珠峰頂部覆蓋的冰雪來(lái)自于大氣圈，又位于冰川源頭，實(shí)屬水圈部分。按照地球科學(xué)的分類(lèi)，山的高度應(yīng)該去掉覆蓋在其上的冰雪。
現(xiàn)實(shí)意義導(dǎo)致反復(fù)測(cè)量
當(dāng)你站在印度平原，有人問(wèn)珠穆朗瑪峰身在何處時(shí)，該如何與他交流呢?最簡(jiǎn)單科學(xué)的辦法就是告訴他珠峰在地球上的坐標(biāo)位置這樣簡(jiǎn)潔并可與眾多屬性直接相關(guān)的數(shù)據(jù)。當(dāng)越來(lái)越多的勇士探索充滿危險(xiǎn)的世界時(shí)，地圖繪制行業(yè)越來(lái)越關(guān)乎生命安全。當(dāng)1915年持久號(hào)海船在南極陷入困境斷裂時(shí)，全體船員面臨的最大危險(xiǎn)不是時(shí)速200英里的大風(fēng)與零下50℃的低溫，而是不知道返回的航線;當(dāng)?shù)巧秸吆谋M最后的力氣登上珠穆朗瑪峰時(shí)，首先想到的是如何返回以及在下山途中不迷失方向，并能夠迅速地找到能為他們提供安全、溫暖、飲水、食品的最近營(yíng)地;當(dāng)你遇險(xiǎn)呼救時(shí)，該如何告知救援者你的位置?珠峰精確位置的測(cè)定是珠峰高度測(cè)量的基礎(chǔ)。
18～19世紀(jì)，人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到地球是個(gè)球體，英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)為了勘查國(guó)土和他們的殖民地國(guó)家的區(qū)域面積，開(kāi)始了長(zhǎng)達(dá)半個(gè)世紀(jì)的大弧測(cè)量工作，也就是現(xiàn)在所稱(chēng)的大地測(cè)量,主要目標(biāo)就是確定大城市間、地界點(diǎn)間的距離方位，并把這些數(shù)據(jù)插入到地圖中去。因此面臨的最大問(wèn)題就是把地球表面三維的數(shù)據(jù)拼湊到二維地圖中的挑戰(zhàn)，數(shù)學(xué)家高斯試圖要用一張平面的禮品包裝紙，解決包住一個(gè)圓球所面臨的困惑。他把包裝紙裁剪成小方塊貼在圓球上，因此創(chuàng)造了微分幾何學(xué)，成為了微積分的發(fā)明始祖。地球到底有多大呢?如何來(lái)為地球上的萬(wàn)物位置提供一個(gè)能用數(shù)學(xué)表達(dá)的參照體呢?為此，必須測(cè)量出最近似的地球大小的利于數(shù)學(xué)計(jì)算的參照橢球。這期間，時(shí)任印度測(cè)量局局長(zhǎng)的埃非勒士(Everest)指揮安德魯·沃爾夫的測(cè)量大隊(duì)在印度平原沿著喜馬拉雅弧開(kāi)展了大弧測(cè)量工作，丈量地球大小，下命令要求觀測(cè)喜馬拉雅山脊上的每座雪峰，測(cè)量它們的位置、高度。珠穆朗瑪峰成為世界最高峰就是在1847年被發(fā)現(xiàn)的，觀測(cè)站的距離距珠峰322千米，測(cè)站高度70米，珠峰高程8778米。
從1847年至今，珠穆朗瑪峰高度的求證已經(jīng)歷了10次之多，如1847年8778米、1849～1850年8840米、1880～1883年8882米、1946～1953年8847.6米、1966～1968年8848.98米、1975年8848.13米、1992年8846.27、1998～1999年8850米、2004年8848.82米、2005年8844.43米。為什么每一次測(cè)量的珠峰高度都有所不同呢?影響高度測(cè)量的因素包括哪些呢?
測(cè)量珠峰高度的誤差理論
由于地球是個(gè)橢球形狀，這種超遠(yuǎn)距離的平面幾何觀測(cè)無(wú)法準(zhǔn)確獲得珠峰的位置并構(gòu)成真實(shí)的球面三角形，同時(shí)，觀測(cè)峰頂視線也隨著高度的上升發(fā)生著劇烈彎曲，觀測(cè)的角度在三維空間發(fā)生扭曲變形，無(wú)法將遠(yuǎn)方的目標(biāo)嚴(yán)格地沿法線歸算到橢球。由于不知道珠峰自上而下沿重力方向的垂線方向，也無(wú)法準(zhǔn)確地獲取物理高程—海拔高程。珠峰高程測(cè)量與定位，并不是人們想象如利用兩根木棍構(gòu)成直角三角形測(cè)距那么簡(jiǎn)單，只要我們遠(yuǎn)離珠峰，就必須在彎曲變異的時(shí)空環(huán)境中解決問(wèn)題，包括數(shù)學(xué)與物理學(xué)的十分復(fù)雜的解析過(guò)程。200年來(lái)，人類(lèi)不斷求證珠峰的過(guò)程，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然、追求真理的過(guò)程，從某種意義上說(shuō)也是求證科技水平的實(shí)際高度。
見(jiàn)證珠峰高程的測(cè)量歷史過(guò)程體現(xiàn)了數(shù)學(xué)、物理學(xué)、觀測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展完善。測(cè)量珠峰高程的歷史就是一部測(cè)繪理論技術(shù)發(fā)展完善的歷史。
利用大地測(cè)量技術(shù)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)就是準(zhǔn)確地觀測(cè)出珠峰的地理坐標(biāo)位置與高度，所有觀測(cè)成果的處理必須在與地球真實(shí)大小最接近的參考橢球面所形成球面數(shù)學(xué)模型上展開(kāi)。珠峰的海拔高程是珠峰頂點(diǎn)沿垂線方向到平均海面的高差，因此，所有的各種觀測(cè)數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)垂線偏差改正。首先參照標(biāo)準(zhǔn)橢球完成珠峰的坐標(biāo)位置歸算與相對(duì)橢球表面該位置的法線高度計(jì)算，然后再沿觀測(cè)出的垂線方向歸算到珠峰下的平均海水面，并求得海拔高程。
采用傳統(tǒng)方法觀測(cè)珠峰最大的好處是不必登上峰頂測(cè)量(精度不高)，但關(guān)鍵問(wèn)題是要消除誤差，提高觀測(cè)精度。觀測(cè)誤差來(lái)自與距離成正比關(guān)系的高度角測(cè)量，垂線偏差、大氣折光測(cè)量誤差、與高差成正比的水平距離觀測(cè)誤差。因此，要求在珠峰頂設(shè)立覘標(biāo)與定位儀是精確測(cè)定水平距離與相對(duì)高差的前提;盡可能縮短起算點(diǎn)到珠峰的距離，抬升起算點(diǎn)的觀測(cè)高度是提高傳統(tǒng)觀測(cè)精度的方法，直到在峰頂直接觀測(cè)空間坐標(biāo)位置是最精確的辦法。
1975年以前的歷次觀測(cè)均是從遠(yuǎn)距離交會(huì)山頭(從兩個(gè)以上的已知坐標(biāo)高度的起算點(diǎn)，通過(guò)角度測(cè)量的方法建立交會(huì)珠峰的球面三角形)，但珠峰山頭呈三面錐體狀，頂部面積3×9米，從珠峰下面的控制網(wǎng)，采用三角方法觀測(cè)山頭勢(shì)必從不同的方向瞄準(zhǔn)珠峰頂?shù)奈恢貌煌�，因此帶�?lái)較大的觀測(cè)誤差。1975年首次在珠峰頂部設(shè)立了覘標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了觀測(cè)視線收斂于相同的測(cè)量覘標(biāo)，觀測(cè)精度隨之提高。
角度觀測(cè)精度直接影響珠峰測(cè)高精度
每個(gè)人都有這樣的經(jīng)驗(yàn)，把一根筷子放入裝滿水的玻璃杯時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)筷子是彎曲的，這是光線在穿過(guò)不同密度的物質(zhì)時(shí)發(fā)生折射的緣故。同樣的道理，光線從宇宙中射入濃密的大氣層時(shí)光線同樣會(huì)發(fā)生彎曲。利用激光測(cè)量距離時(shí)，也會(huì)因空氣密度的增加使激光的波長(zhǎng)變小。在珠峰下的觀測(cè)站與珠峰頂高差會(huì)達(dá)到近3000米，隨著高度的下降，空氣的密度逐漸增加，光線也會(huì)因此產(chǎn)生彎曲，這會(huì)使我們的測(cè)量視線產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，觀測(cè)出的高度角會(huì)大于實(shí)際的角度。當(dāng)我們從多個(gè)控制網(wǎng)起算交會(huì)點(diǎn)觀測(cè)珠峰峰頂時(shí)，必須對(duì)觀測(cè)的角度進(jìn)行遮光的修正，角度觀測(cè)的精度與大氣折光系數(shù)成正比。這就是為什么要在三角測(cè)量交會(huì)期間，不停地釋放探空氣球，測(cè)量不同高度的溫度、濕度、氣壓，獲得測(cè)站到珠峰間的大氣密度。觀測(cè)出準(zhǔn)確的角度與距離關(guān)系，并在參考橢球表面構(gòu)成準(zhǔn)確的球面三角形，才能精確測(cè)定峰頂?shù)綔y(cè)站間球面距離與相對(duì)高差。另外，角度的精確測(cè)量十分重要。如果觀測(cè)站離珠峰越遠(yuǎn)，測(cè)站觀測(cè)珠峰的仰角誤差就會(huì)隨距離的遠(yuǎn)近正比放大縮小，珠峰位置與高度確定精度就越低;其帶來(lái)的角度測(cè)量誤差，會(huì)直接影響到球面三角形真實(shí)形狀，使珠峰相對(duì)起算點(diǎn)的距離不準(zhǔn)確，當(dāng)以球面距離為基準(zhǔn)抬升高度角測(cè)量高差時(shí)，就會(huì)將水平距離的誤差傳遞到高度方向。觀測(cè)站離珠峰越近，測(cè)站位置越高，珠峰兩個(gè)測(cè)站的頂角張開(kāi)得越大，珠峰高程的觀測(cè)精度就會(huì)提高。
由于地球的形狀接近橢圓，當(dāng)珠峰起算觀測(cè)站以垂線方向?yàn)闇?zhǔn)觀測(cè)珠峰頂部覘標(biāo)時(shí)，這兩點(diǎn)相對(duì)于地球質(zhì)心垂線方向是不平行的與地心相交，同時(shí)珠峰頂點(diǎn)相對(duì)于參考橢球的法線與相對(duì)質(zhì)心方向的垂線是存在夾角的，這種夾角我們稱(chēng)作“垂線偏差”。假設(shè)我們站在海邊，以垂線為準(zhǔn)，觀測(cè)遠(yuǎn)處露出海面船桅頂部時(shí)，可能觀測(cè)的仰角為零，如果計(jì)算船高度就會(huì)是零米。是什么引起差錯(cuò)?這就是觀測(cè)點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)間的垂線實(shí)際是不平行引起的，加入垂線偏差后就能獲得真實(shí)的船高。珠峰距離我們觀測(cè)站很遠(yuǎn)，測(cè)量它的高度時(shí)，必須要考慮地球橢球與其垂線方向的影響。
觀測(cè)的首要任務(wù)是準(zhǔn)確測(cè)量出珠峰覘標(biāo)相對(duì)起算控制點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，珠峰位置的確定是通過(guò)觀測(cè)水平角度來(lái)實(shí)現(xiàn)的;珠峰高度是以獲得準(zhǔn)確位置為前提的，觀測(cè)垂直角并經(jīng)過(guò)折光改正后，再經(jīng)過(guò)垂線偏差修正，就可將各種測(cè)角觀測(cè)值歸算到參考橢球的數(shù)學(xué)模型上，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相對(duì)參考橢球的高差計(jì)算。2005年珠峰測(cè)量所采用的傳統(tǒng)三角測(cè)量法中不僅縮短了起算點(diǎn)到珠峰的距離，抬升了起算點(diǎn)的觀測(cè)高度，還采用GPS技術(shù)直接在峰頂觀測(cè)相對(duì)參考橢球面的法線高，實(shí)現(xiàn)了峰頂最精確的直接觀測(cè)。印度歷次的珠峰觀測(cè)，距離珠峰很遠(yuǎn)，視線高差大，加上折光系數(shù)探測(cè)不精確，因此產(chǎn)生了較大的誤差。
尋找珠峰腳下的大地水準(zhǔn)面
8844.43米為珠峰海拔高程，即珠峰頂部巖石面沿垂線方向到大地水準(zhǔn)面的高度。當(dāng)通過(guò)觀測(cè)獲得了相對(duì)參考橢球法線高度后，再尋找珠峰下的海水面相對(duì)于參考橢球模型表面的高度是珠峰測(cè)量的重要工作。所謂大地水準(zhǔn)面是參照海水面勢(shì)能為零定義的封閉曲面，在這個(gè)水準(zhǔn)面上，連一滴水都不會(huì)流動(dòng)�？茖W(xué)家通過(guò)計(jì)算零勢(shì)能等位面相對(duì)于參考橢球面的差值來(lái)描述大地水準(zhǔn)面;由于地球內(nèi)部物質(zhì)分布并不均勻，因此相對(duì)橢球面的大地水準(zhǔn)面起伏不平，大地水準(zhǔn)面全球范圍內(nèi)起伏可達(dá)100米左右，只有獲得大地水準(zhǔn)面在珠峰腳下的真實(shí)形態(tài)，才能準(zhǔn)確獲得珠峰高度。由于珠峰地區(qū)的地理與地質(zhì)環(huán)境變化復(fù)雜，地形起伏巨大，相對(duì)高差達(dá)到了3600米，導(dǎo)致重力場(chǎng)、水準(zhǔn)面、垂線的復(fù)雜變化，而珠峰高程與這些元素密切相關(guān)，必須綜合利用珠峰地區(qū)GPS、天文、重力、水準(zhǔn)、三角的觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)大地高—正常高—海拔高的歸算，這是一項(xiàng)復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算過(guò)程。如果從青島原點(diǎn)通過(guò)水準(zhǔn)測(cè)量高差的方法來(lái)觀測(cè)珠峰海拔高度，就必須依照勢(shì)能累計(jì)的方法。其物理含義為水準(zhǔn)傳遞的路線上因地區(qū)的差異，重力值不同，當(dāng)兩個(gè)相鄰的等位面的勢(shì)能差相同，則意味著所對(duì)應(yīng)的高差因傳遞路線重力變化而不一樣。當(dāng)我們遠(yuǎn)距離地觀測(cè)珠峰高度時(shí)，必須知道高程傳遞路線上的重力變化數(shù)據(jù)及珠峰頂部的重力值，才能計(jì)算出珠峰的海拔高。
除了1975年與2005年的珠峰測(cè)量進(jìn)行了海拔高程的精確劃算，印度、美國(guó)、意大利等國(guó)的多次測(cè)量均未作嚴(yán)格的高程歸算，他們的測(cè)量結(jié)果自然不夠準(zhǔn)確。2005年實(shí)測(cè)的高程異常為-25.199米，大地水準(zhǔn)面高-26.466米，精度±0.09米。
提高雷達(dá)的測(cè)深精度
既然峰頂?shù)谋┖穸仍诓粩嘧兓獪?zhǔn)確測(cè)量出珠峰巖石面高度，則必須觀測(cè)珠峰頂?shù)谋┖穸�，需要將雷達(dá)帶上峰頂，測(cè)量覆雪的深度，確定峰頂巖石的高度，這是2005年測(cè)量珠峰的重要任務(wù)。測(cè)量的原理是測(cè)量出雷達(dá)波從發(fā)射到返回的時(shí)間，并乘以雷達(dá)波在冰雪中傳播的速度。關(guān)鍵的問(wèn)題是要測(cè)量出準(zhǔn)確的傳播速度。在珠峰頂完成這項(xiàng)精細(xì)的工作幾乎是不可能的，為此我們需要選擇與珠峰冰雪環(huán)境十分近似的實(shí)驗(yàn)地區(qū)。在7028北坳，登山運(yùn)動(dòng)員說(shuō)這里的雪冰與珠峰頂十分類(lèi)似，其冰雪過(guò)程與珠峰幾乎同步，我們決定在這里展開(kāi)雷達(dá)傳播速度的測(cè)定。隊(duì)員們挖開(kāi)覆雪，打入冰錐，測(cè)量好實(shí)際的距離深度后，用雷達(dá)開(kāi)始掃描冰雪中的金屬桿，通過(guò)反射回來(lái)的時(shí)間與標(biāo)定的距離獲得雷達(dá)波在冰雪中的傳播速度。分析后發(fā)現(xiàn)，北坳冰雪中雷達(dá)波傳播速度23萬(wàn)千米/秒，比教科書(shū)中提供的17萬(wàn)千米/秒要大很多，這對(duì)雷達(dá)測(cè)深的影響較大。2004年意大利的峰頂雷達(dá)觀測(cè)，由于沒(méi)有實(shí)測(cè)雷達(dá)波在冰雪中的傳播速度等因素，其高程精度存在較大誤差，數(shù)據(jù)并不可靠。
如果在珠峰頂部尋找到巖石地形的高點(diǎn)，必須要解決巖石地形與雪面地形一一對(duì)應(yīng)的難題。根據(jù)巖石的走向與風(fēng)向判斷，在珠峰頂部，雪面的最高點(diǎn)與巖石的最高點(diǎn)不一定對(duì)應(yīng)，珠峰巖石最高點(diǎn)可能在雪面最高點(diǎn)的西側(cè)。這就要求測(cè)量巖石高度的同時(shí)，要測(cè)量出同一點(diǎn)的雪面高度，使雪面的高度與巖石的高度一一對(duì)應(yīng)。為解決這一難題，我們利用了信號(hào)時(shí)間匹配原理。在峰頂測(cè)量的過(guò)程中，將GPS接收機(jī)與雪深雷達(dá)組合在一起，保證雷達(dá)與GPS的天線相位中心同軸，將一個(gè)標(biāo)記觸發(fā)器分別接入雷達(dá)與GPS接收機(jī)，這樣，在按動(dòng)標(biāo)記鍵時(shí)在GPS中標(biāo)記了準(zhǔn)確的原子時(shí)間，同時(shí)在雷達(dá)中標(biāo)記了該時(shí)刻的測(cè)深值，由于雷達(dá)每秒發(fā)射的電磁波的次數(shù)是固定的，這樣通過(guò)時(shí)間的匹配，就能夠獲得每次雷達(dá)波測(cè)量出的深度與其該時(shí)刻的空間位置，使測(cè)量的深度觀測(cè)值與雪面位置得到對(duì)應(yīng)，這樣就獲得了一一對(duì)應(yīng)的巖石地形與雪面地形。
全球變暖會(huì)使珠峰雪面高度走低嗎?
全球變暖對(duì)珠峰高度而言，不降反升。全球變暖意味著大量水汽的蒸發(fā)，峰頂?shù)慕笛⿻?huì)更大，如果按照每百米氣溫下降0.8℃(珠峰地區(qū)氣球探空資料測(cè)量值)計(jì)算，8800米的高度在最盛夏的季節(jié)，峰頂?shù)臏囟纫矔?huì)在-12℃左右，因此，峰頂?shù)姆e雪會(huì)越來(lái)越厚，如果峰頂?shù)母惭┎幌禄脑�，就�?huì)無(wú)休止地升高。珠峰的雪面高度所以能夠維持在3米左右的變化幅度，完全是峰頂冰雪不定期地滑落，并再補(bǔ)充堆積冰雪的緣故。即使在5800米的東絨布冰川塔林的頂部，盛夏時(shí)節(jié)的溫度也會(huì)在-5℃以下，全球變暖意味著大量的冰雪補(bǔ)充，冰川理應(yīng)越來(lái)越長(zhǎng)，用全球變暖來(lái)解釋冰川塔林的退縮，理由不充分。合理的解釋?xiě)?yīng)是與太陽(yáng)黑子爆發(fā)相關(guān)，太陽(yáng)黑子活躍期，地球接受的輻射多，蒸發(fā)的水汽就會(huì)多，冰川的補(bǔ)充就會(huì)強(qiáng)烈;太陽(yáng)黑子活動(dòng)小，蒸發(fā)的水汽少，冰川的補(bǔ)充就小，加上自然的溶解就會(huì)引起冰川的退縮。太陽(yáng)上的“黑子蝴蝶”每扇動(dòng)一次翅膀，地球就會(huì)顫抖地旋轉(zhuǎn)12年，珠峰的冰川也會(huì)跟著增長(zhǎng)變短，這是個(gè)長(zhǎng)期的周期性的變化過(guò)程。
劇烈的地殼運(yùn)動(dòng)托舉珠峰升高
青藏高原一直處于隆升狀態(tài)，國(guó)家三期水準(zhǔn)網(wǎng)監(jiān)測(cè)的結(jié)果表明，雅魯藏布江沿線每年抬升速率10毫米，相對(duì)于雅魯藏布江的喜馬拉雅山主峰珠穆朗瑪又是一種怎樣的變化趨勢(shì)呢?變化的量級(jí)又是多少呢?處在兩個(gè)板塊碰撞邊緣的喜馬拉雅相對(duì)壓縮的速度是多少呢?通過(guò)分析1998年與1992年兩期測(cè)量的GPS數(shù)據(jù)和水準(zhǔn)資料，分析1998～1999年在珠峰山脊上南坳觀測(cè)點(diǎn)的GPS監(jiān)測(cè)資料，得到如下的珠峰變化量值：
珠峰每年抬升速率為18毫米，每年向東北74°方位角水平移動(dòng)48毫米，在山腳下的卡拉帕德點(diǎn)每年上升22毫米，每年向北偏東移動(dòng)45毫米，方位角29°，珠峰金字塔山體呈逆時(shí)針左旋東北向前進(jìn)，其山體形態(tài)似乎可與之對(duì)應(yīng)起來(lái)。
距珠峰北側(cè)20公里的鄰近地區(qū)，6年來(lái)相對(duì)定日上升了16毫米，平均每年上升2.7毫米，加上定日地區(qū)每年10毫米的抬升速度，珠峰鄰近地區(qū)的抬升速度達(dá)每年12.7毫米。
利用GPS網(wǎng)的監(jiān)測(cè)資料分析，6年來(lái)從珠峰大本營(yíng)到定加2縮短了14毫米，每年縮短2.3毫米。從定日到珠峰的水準(zhǔn)路線跨過(guò)兩山兩谷，從垂直形變圖表中還可以看出山谷與山脊的垂直變化的相對(duì)趨勢(shì)，山谷相對(duì)于山脊的垂直變化相對(duì)下降，山脊相對(duì)于山谷的垂直變化相對(duì)上升，垂直變化越靠近珠峰垂直上升的速度越大，接近珠峰山腳時(shí)下降，可能為珠峰重壓所至。另外在交古拉山口(5170米)垂直形變相對(duì)下沉劇烈，在這里的巖石斷層扭成了麻花狀，是個(gè)地質(zhì)變化極為錯(cuò)綜復(fù)雜的區(qū)域，其原因有待揭示。
珠峰地區(qū)垂直形變與水平運(yùn)動(dòng)劇烈，測(cè)量珠峰的基準(zhǔn)必須要全面更新后方可作為起算點(diǎn)，用于珠峰高程的測(cè)量工作。根據(jù)目前的測(cè)量推算，100年后的珠峰會(huì)上升2米左右，位置將向東北方向移動(dòng)5米。這種變化會(huì)進(jìn)一步影響到我們?nèi)司迎h(huán)境的變化。
風(fēng)化剝蝕作用
冰川中夾雜著許多石頭，這些石頭是冰川從高山上下滑時(shí)從山體的表層拖拽下來(lái)的，當(dāng)冰川融解后，這些石頭就均勻覆蓋在冰川基底上。高山上的冰雪被白天熾烈的陽(yáng)光融化時(shí)，會(huì)滲入到巖石的解理縫隙中，陽(yáng)光消失后，將石縫中的溶水重新結(jié)成冰，水結(jié)成冰的過(guò)程中在冰縫中膨脹，這是種巨大的力量，將巖石按照其形成時(shí)的結(jié)晶解理形態(tài)解體。珠峰地區(qū)的巖石風(fēng)化作用是相當(dāng)強(qiáng)烈的，風(fēng)化后的礫石沿山體的形態(tài)下滑會(huì)聚，也能形成型冰川形態(tài)類(lèi)似的石頭流，每個(gè)獨(dú)立的礫石大小與形態(tài)都十分相似，匯集在冰川的邊緣，由移動(dòng)的冰川帶出。珠峰頂部的巖石同樣要面對(duì)強(qiáng)烈的冰雪剝蝕作用，雖然峰頂巖石被冰雪覆蓋著，但是冰雪在積累到臨界的重量時(shí)會(huì)滑落，附著在峰頂上的冰雪會(huì)將巖石剝離后拖拽下來(lái)。這種剝蝕過(guò)程將削低峰頂?shù)膸r石高度。如果珠峰山體地殼抬升速度超過(guò)巖石剝蝕速度，珠峰將處于抬升狀態(tài)。
珠穆朗瑪峰高度變化的研究包含了自然界中許多奇妙的自然現(xiàn)象，測(cè)量的高程值的降低并不意味著珠峰變矮了，只能說(shuō)更精確了。實(shí)際上，從相關(guān)的測(cè)量得知，珠峰仍在隆升，青藏高原仍在成長(zhǎng)并仍在影響著我們的生存環(huán)境。
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/chuzhong/512089.html
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