那些年，我們一起爬過的珠峰

1960年5月25日，中國登山隊將一面五星紅旗帶上了珠穆朗瑪峰峰頂，創(chuàng)造了人類首次從北坡登頂珠峰的歷史；2022年5月4日，13名珠峰科考隊員成功登頂珠穆朗瑪峰，這是我國珠峰科考首次突破8000米以上海拔高度，在青藏高原科學(xué)考察研究歷史上具有劃時代意義。

62年間，我們一次一次登上這座高峰，希望能了解其中的奧秘——不斷更新測量珠峰高度，成功架設(shè)全球海拔最高的自動氣象站。惡劣糟糕的環(huán)境，出乎意料的危險，每一次攀登都是一場賭博。

那些年，為了得出珠峰最精確的高度，我們?nèi)绾螠y量？當科考隊突破8000米的時候，他們又需要克服哪些困難？

Part.1

珠峰之高，何以測量？

我們知道，山峰的高程是海拔高，即從海平面起算到山頂?shù)母卟?，更確切或是更專業(yè)的說法是山峰的正常高。

由于地球是球體，并不能真的去測海平面到某一座山峰的相對高差，而是測量一個等效平面——重力常數(shù)相等的似大地水準面到山頂在鉛垂線方向上的距離。之所以使用似大地水準面，因為我們很難通過測量找到重力常數(shù)完全相同的這個表面，只能使用一個具有測量工程實現(xiàn)意義的近似平面。

測繪中常用的地球各面示意圖（圖片來源：作者自制）

所以，對于珠峰的測量，使用的方法是采用“圍觀”的方法。沒錯，“圍觀”，更科學(xué)的說是三角測量法，即從兩處同時觀測被測點，只需要測得觀測點之間的距離和兩處觀測點觀測被測點的角度，即可得到被測點的位置；如果需要知道被測點三維空間位置，只需要增加一處觀測點即可。增加觀測點，并對觀測結(jié)果進行平差，就可以達到提高觀測精度的結(jié)果。

1966～1968年，在中國科學(xué)院組織下，中國人對珠穆朗瑪峰及周邊地區(qū)進行了大規(guī)模的綜合科學(xué)考察，并于1966年和1968年兩次組隊，不僅在珠穆朗瑪峰地區(qū)建立了高水平高質(zhì)量的測量控制網(wǎng)，測站更多也更接近珠峰，并開展了三角、水準、天文、重力、物理測距、折光試驗等測量工作，為后期的數(shù)據(jù)改正和平差做了充分的準備。

這種控制網(wǎng)架設(shè)等級是超過此前印度的架設(shè)規(guī)格的，最終算得的珠峰高程為8849.75m(未顧及峰頂?shù)母惭┖穸?，最大互差為3.01m。

1975年中國再次對珠峰的進行測量，除了進一步加強和提升控制網(wǎng)外，更是第一次在登山隊員的協(xié)助下，把3.51m的紅色金屬測量覘標豎立在珠峰峰頂上，同時量測了峰頂?shù)母惭┥疃?，堪稱測定珠峰高程歷史上的一項創(chuàng)舉和突破。

1975年測繪隊登頂時合影（圖片來源：國家測繪局，作者有改動）

此次測定的最終結(jié)果為8848.13m(峰頂標心處的覆雪深度約為0.92m)，中誤差為±0.35m。這一數(shù)據(jù)結(jié)果，一直沿用至2005年，中國精確測定的8844.43米珠穆朗瑪峰頂巖石面海拔高程才被更新。

2005年5月22日北京時間11時08分，中國登山測量隊成功登上世界最高峰珠穆朗瑪峰峰頂，此次除了布設(shè)了GPS控制網(wǎng)外，實現(xiàn)了峰頂同觀測站實現(xiàn)聯(lián)測，并使用雷達探測儀對冰雪層進行測量。

2005珠峰測高水準路線和GPS聯(lián)測網(wǎng)（圖片來源：參考文獻3）

中國此次向世界公布珠峰的高度為8844.43m，與之前有著較大出入，是因為這是“不帶帽”（去除峰頂冰雪層厚度）的凈身高。2005年珠峰測高時，中國登山測量隊員采用雷達探測技術(shù)測定珠峰峰頂冰雪覆蓋層的厚度，提高了測峰頂雪深的精度和可靠性。

隨著時間推移，珠峰高程也在跟隨地理板塊運動而不斷變化。為了得到更精確無誤的數(shù)據(jù)，在2020年，珠峰高程測量重新對珠峰高度進行了測量。

得益于我們在珠峰地區(qū)構(gòu)建的高精度控制網(wǎng)，目前被世界認可的幾組數(shù)據(jù)中，中國2005測繪成果精度無疑是最高的。

Part.2

環(huán)境之險，何以克服？

珠峰登頂之難大概可以套用杜甫這首七律來形容

風(fēng)急山高猿嘯哀，低氧低壓鳥飛回。

無邊冰雪蕭蕭下，不盡任務(wù)滾滾來。

由于山體效應(yīng)和隘管效應(yīng)等對風(fēng)壓的影響，山高自然“風(fēng)急”，珠峰南坡不同高度的地表覆蓋存在差異性，日出后會形成明顯的對流，熱空氣沿坡面上升，在峰頂?shù)母叨雀浇_始凝結(jié)成云，高出峰頂后，被強烈的西風(fēng)吹向東方，就是我們在照片中看到莊麗的“云旗”。“云旗”的高低取決于越過山頂風(fēng)的速度，速度越大，“云旗”被壓得越低。

珠峰上的旗云（CC0）

我們熟悉得高原缺氧并不是氧氣的比例下降，缺氧只是表象，因海拔的升高氣壓的降低才是問題的根本。高海拔的低壓不僅極大的影響使人員的活動能力，汽車等載具也會因低壓造成燃燒不充分，常規(guī)水箱制冷也無法達到效果，而在5600米后受到極大限制，加之低溫也限制了部分種類的電池使用，給物資供應(yīng)等環(huán)節(jié)帶來巨大的挑戰(zhàn)。

問題遠不止此，地表覆蓋景觀單一但微地形復(fù)雜。這一相茅盾的表述帶來的野外工作體驗就是困難指數(shù)爆炸。由于工區(qū)環(huán)境極端惡劣，即便是多年積累，對于其環(huán)境的掌握程度不高，此前，受制于遙感測量技術(shù)，進行填圖的底圖是1：10萬比例尺的航遙測量調(diào)繪成果，比例尺過小，很多地形細節(jié)都不能體現(xiàn)。無邊的冰雪覆蓋，地物特征差異性小，變化可能性卻高，目測記憶困難，更加依賴手持機的定位。

而最重要的就是科考任務(wù)遠不是單純的爬山，不同人員需要承擔相應(yīng)的科考任務(wù)，以地質(zhì)為例，需要按照劃定線路進行地質(zhì)填圖，其中包括采集各種手標本，采集過程中除了要依賴于地表基巖裸露的條件，還要兼顧地質(zhì)界線：常用的使追索法和穿越法，就是沿著地質(zhì)界線追尋和橫切尋找臨近的地質(zhì)界線，所以勘查過程中還要根據(jù)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場成果進行調(diào)整，對于整個工作工期的協(xié)調(diào)壓力巨大。如此種種，不僅要求野外人員需要本身具有非常良好的身體天賦，還需要出眾的工作能力和臨場經(jīng)驗。

征服高峰，追問珠峰高度的過程，是人類認識地球、了解自然、檢驗科技水平和探索科技的發(fā)展史，更是人類挑戰(zhàn)自身、突破技術(shù)極限的過程。在幾十年的時間里，“攀登珠峰”承載著中國人探險珠峰的壯烈歷史，不斷更新的數(shù)字更飽含著中國第一代登山隊員首征珠峰的艱辛與無畏。

參考文獻:

1、朱亮. 珠穆朗瑪峰的高程測定[J]. 中國科學(xué) 數(shù)學(xué)：中國科學(xué), 1976, 19(1):74-84.

2、常吉慶. 歷次珠峰高程測量情況簡介[J]. 測繪通報, 2005(10):2-6.

3、陳俊勇, 龐尚益, 張驥, et al. 對我國35年來珠峰高程測定成果的思考[J]. 測繪學(xué)報, 2001, 30(1):1-5.

4、張赤軍. 珠峰高程測定中的有關(guān)問題及思考[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報·信息科學(xué)版, 2003, 28(6): 675-678. ZHANGChijun. Relative Problems and Thoughtson Qomolangma Elevation Determination. GEOMATICS AND INFORMATION SCIENCE OFWUHAN UNIVERS, 2003, 28(6):675-678.

5、陳俊勇, 龐尚益, 張驥, et al. 珠峰峰頂雪面高程和全球變暖[J]. 地球科學(xué)進展, 2001, 16(1):12-14.

6、赤軍 張. 珠穆朗瑪峰大地水準面和高程的確定——兼述重力垂直梯度在其中的作用[J]. Chinese Journal, 1997, 42(23):2543-2545.

7、郭春喜[1], 王斌[1], 程傳錄[1], et al. 珠穆朗瑪峰高程測量[J]. 地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報, 2009(1).

出品：科普中國

作者：荊博

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