珠峰登頂測量前:有人在海拔6000米追星星
2020年05月17日10:04

  原標題:珠峰登頂測量前:有人在海拔6000米追星星

  5月16日,30餘名2020珠峰高程(即高度)測量登山隊的成員再次從海拔5200米的珠峰大本營出發,向珠峰峰頂邁進。

  這支由專業登山運動員和專業測繪人員組成的隊伍已經集中訓練了數月,接下來,他們將攜帶GNSS(全球衛星導航系統)接收機、重力儀、雪深雷達、氣象測量儀器和覘標等測量設備,前往珠穆朗瑪峰峰頂,測定珠峰高度。

  儘管8848.43米的珠峰高度已被廣泛認同,但由於青藏高原地區是全球板塊運動最為劇烈的地區之一,珠峰的高度仍在不斷變化,人們嚐試利用新技術去尋找更精確的珠峰高度。繼1975年、2005年後,珠峰高程測量工作於2020年再次開始。

  測量珠峰的高度是一項複雜、精密、需要多部門參與的系統工程。在測量登山隊最終登頂測量前,需要測繪人員在珠峰腳下尋找適宜位置,即交會點,以便在登山隊員登頂後進行配合測量;對珠峰高度的“零點”進行水準測量,作為珠峰高度的基礎;對交會點的位置坐標進行校準,以提高最終的測量精度;還需要氣象、登山嚮導、設備提供、數據處理等多部門的密切配合。

  5月8日,受天氣影響,登山隊推遲了原定於5月12日前後進行的登頂計劃。等到天氣晴朗、風力適當的時候,他們將再次向珠峰頂端發起衝擊。屆時,留在珠峰腳下的測繪人員也將提前等在交會點,與登頂隊員配合完成最後的測量工作。最終的珠峰高度數據將在幾個月後得出,為地球運動以及地質活動相關研究提供幫助。

測繪隊員背著防潮墊,爬上陡坡,前往測繪地點。受訪者供圖
測繪隊員背著防潮墊,爬上陡坡,前往測繪地點。受訪者供圖

  交會點普查:尋找“東絨2”

  李科在位於海拔5300米的一處測繪人員駐紮的營地——珠峰二本營里待命時,還在反複練習著設備操作。高海拔地區溫度低、氧氣稀薄,惡劣的環境會削弱人的反應速度和應變能力,他和隊友們要用熟練度來彌補。

  作為2020珠峰高程測量交會組的成員,李科不需要登頂,而是和隊友們在珠峰腳下的六處測量點上進行三角高程和峰頂交會測量。這是珠峰高程測量中最關鍵的一環。

  他們和登頂隊員的配合如下:登山隊最終登頂珠峰時,會在峰頂豎起一根2米多高的覘標。覘標看上去就是一根鋁合金棍子上頂著一個長寬約40釐米的籠子,盒子裡裝著多組棱鏡,用於反射測距儀發射過來的激光光柱。由於珠峰頂端並非一個點,而是一塊幾平方米大小的小平台,因此在實際測量過程中,覘標頂端的籠子將成為珠峰峰頂的象徵,方便各種儀器瞄準測量。

  峰頂覘標豎起後,李科會通過衛星電話或對講機得到通知。他們將操作超長距離測距儀向上對準覘標,通過覘標反射回來的激光,得到距離和各種角度數據。這些數據將通過複雜的模型,用於計算珠峰的高度。

  在這個過程中,李科等測繪人員所在的測量位置非常關鍵,被稱為交會點。此次珠峰測量中,將有6個交會點同時工作。

  選擇交會點需要滿足兩個條件。參與珠峰高程測量方案設計的自然資源部第一大地測量隊(下稱國測一大隊)副總工程師劉站科向新京報記者介紹,首先,在交會點,要能夠無遮擋地看到珠峰峰頂;其次,地基穩定,可以保證人員和設備的安全。

  國測一大隊提供的示意圖顯示,此次測量選擇的交會點都是基於2005年珠峰測量的成果,包括海拔5200米的珠峰大本營、分佈在絨布河穀兩側的Ⅲ7、中絨、西絨、東絨2和最高的海拔6000米的東絨3。六個點呈扇形分佈在珠峰北坡上。

珠峰測量交會點分佈示意圖。受訪者供圖
珠峰測量交會點分佈示意圖。受訪者供圖

  這些交會點並不存在於普通地圖上,普通人也幾乎不會踏足,它們僅用於珠峰測量。以“東絨2”交會點為例,這是一塊位於小山峰中段的平台,坡度和緩,適合人長時間停留和機器架設。在2005年珠峰測量時,測繪人員曾在這裏留下測繪點標記——一個小小的紅色十字。

  然而,由於時隔15年,時間給珠峰地區留下的痕跡格外深刻,足以改變部分地形地貌特徵,交會點的位置也可能發生了變化。因此,李科等測繪人員需要首先進行交會點普查,即根據2005年留下的位置信息找到這些交會點。

  這一過程並不是衛星定位和地圖導航那麼簡單。國測一大隊天文測量組組長李飛戰負責普查“東絨2”。回想起第一次尋找“東絨2”時的情景,李飛戰依然鬱悶。

  高原上氧氣稀薄,人即使是緩慢走動也會氣喘吁吁,更不必說徒步爬山。4月11日,李飛戰和同事們拿著手持衛星導航設備和地圖出發了。從二本營到海拔5800米的另一處營地,預計3小時的路程,他們走了7個小時才到。

  根據2005年珠峰測繪隊員的描述,他們要去往的營地附近有條“跳一步就能邁過”的小河溝,可現在,這條小河溝已經變成了一條深超7米、寬近20米的深溝,隊員需要拉繩子才能上下。

  接近下午5點,天氣突變,風雪交加,大風吹得人幾乎無法喘氣。前方探路的隊員發現前往“東絨2”的原有道路發生過塌方,已經無法通過。在這樣的環境中尋找新路異常危險,他們只能就地搭帳篷休息。當天晚上,他們匆忙吃了幾口壓縮餅乾,喝的是涼水。李飛戰在工作日記中寫道:外面風雪太大,爐子太小,水燒不開。

4月上旬,參與交會點普查的測繪隊員在野外工作休息期間燒水煮麵。受訪者供圖
4月上旬,參與交會點普查的測繪隊員在野外工作休息期間燒水煮麵。受訪者供圖

  第二天一早,他們再次出發尋找“東絨2”。由於發生了高原反應,李飛戰不得不走三步歇一步。隊友已經翻上前面的山梁,他才下到眼前的河穀,當他爬上河梁時,隊友已經在下一個山梁等他了。

  為了不拖後腿,李飛戰只好停下腳步,讓隊友帶著手持機和坐標獨自出發。“只能祈禱,希望他能順利。”好在一個小時後,“東絨2”終於找到了。測繪人員在地表的十字標記下挖到了當年埋設的金屬標誌。

  劉站科介紹稱,6個交會點中,有5個交會點的主點都找到了,只有中絨點因為冰川變化,其主點和副點都找不見,只能重新選點。“原本是在一塊大岩石上,現在不見了,怎麼都找不到。”

測繪隊員李飛戰和隊友在前往“東絨2”交會點的路上。受訪者供圖
測繪隊員李飛戰和隊友在前往“東絨2”交會點的路上。受訪者供圖

  水準測量和交會點位置校準:找到基準點

  就在李飛戰進行交會點普查的同時,霍申申正在和隊友們重新測量珠峰周邊地區以及各個交會點的高度。霍申申是2020珠峰高程測量水準測量組成員,他們的這項工作是珠峰高程測量工作基礎中的基礎——只有找到作為基準的原點,珠峰高程才有意義;只有確定了每個交會點的高度,才能保證珠峰高程測量的準確。

  在中國,青島附近某片黃海海平面的高度被認為是水準原點。如果把珠峰比作一幢30層高的大樓,青島黃海海平面就是一層的地面,交會點大約在25層。測繪人員需要先確定1-25層的高度,再從25層測量大樓至高點的高度。

  水準測量就相當於確定從青島黃海海平面到交會點、即1-25層的高度。但是,水準測量不需要從青島一路測到珠峰腳下,只要在現有數據的基礎上進行小範圍複測,以獲取當下最新數據。也就是說,測繪人員可以直接調用此前2015年測量的1-20樓的高度,只需要重新測量20-25樓的高度即可,一位大地測量領域的專家向新京報記者解釋。

  水準測量的過程既簡單又繁瑣。霍申申和隊友們要帶著設備,徒步到每一個預先定好的點位,立好標尺和水準儀,保持水平和垂直,測量並記錄。然後不斷重複這一過程。

霍申申工作照。受訪者供圖
霍申申工作照。受訪者供圖

  “這邊風太大了。”霍申申告訴新京報記者,平時,水準測量一般只需要4個人,三個人分別扶著兩根標尺和水準儀,一人輔助。但是在此次珠峰測量中,水準測量一組8人。至少兩個人才能保證3米長的鋁合金標尺在強風中保持垂直,水準儀甚至需要3個人才能保持水平。“風大的時候帶著標尺都走不動路。”

  測量隊經過的地方多數道路難行、人跡罕至,經常一天見不到一個人,偶爾有當地人趕著犛牛經過。霍申申還記得他們測到離珠峰最近的村莊巴鬆村時,還在休息時間應邀到當地村民家裡喝了一杯酥油茶。

  “遇山過山、遇水過水,只要能過去,無論如何都得過去。”霍申申說。國測一大隊提供的數據顯示,從3月2日開始,該隊已完成了近800千米的水準測量。

國測一大隊的測繪隊員在珠峰腳下進行水準測量。受訪者供圖
國測一大隊的測繪隊員在珠峰腳下進行水準測量。受訪者供圖

  除了水準測量,測繪人員還要通過GNSS(全球衛星導航系統)衛星測量交會點的位置坐標。為了確保位置的精準,隊員們選擇用最古老的測量方式——觀測星星,來進行驗證測量。

  5月11日,“東絨2”,李飛戰終於等到了他的晴朗夜晚。微風、無雲、夜黑、星明。珠穆朗瑪峰立在不遠處,似乎觸手可及。

  晚上10點半,透過30倍望遠鏡,肉眼不可見的恒星變成了一個個跑動著的光點。李飛戰要在綴滿星星的夜空中,找到同事從星圖上選出的星星,瞄準,操縱儀器跟著星星一起轉動,測量到的角度和距離等數據將自動傳到終端設備進行處理。雙眼5.1的視力和出色的手眼配合讓他可以輕鬆找到針尖大的小星星,並幾秒一動地完成追蹤。

  測量工作在淩晨四點結束,這一晚,他們一共追蹤了上百顆星星,收集到的數據將用於提高了“東絨2”的坐標精確度,這一數據將直接影響珠峰高程測量的準確性。

  “這樣的夜空太難得,當時特別開心。”然而海拔近6000米的高度和零下20多度的氣溫卻讓他們快樂並痛苦著。測量過程中,李飛戰和同事幾乎只能站在原地,為了操作儀器,他們還要帶著露指手套,“手指都僵了”。

  過去的一個多月裡,測繪隊員在二本營和“東絨2”之間進行測量工作,幫忙運輸設備和給養的工人則需更加頻繁地往返。現在,二本營和“東絨2”間已經踩出了一條新路。

5月12日,李飛戰在觀測點進行天文測量。受訪者供圖
5月12日,李飛戰在觀測點進行天文測量。受訪者供圖

  氣象探測、登山服務、設備和數據處理保障:等待最後登頂

  除了交會點普查、水準測量外,在最終完成登頂測量前,氣象部門、登山嚮導、設備提供方、數據處理中心等,都在各司其職、密切配合。

  現在,30餘名最終要登頂的測量登山隊成員正在向珠峰頂端行進,他們計劃在5月22日登頂。天氣是珠峰高程測量過程中變數最多的因素。按照原計劃,隊員們本應在5月12日前後進行登頂。然而,受降雪影響,攀登道路受阻,登山隊不得不推遲登頂計劃。

  天氣晴朗,風力適宜是登頂時機的基本要求,但實際判斷還是依靠資深登山者的經驗。多位受訪專家表示,天氣合適的攀登珠峰窗口期主要在5月和10月,如果5月無法完成登頂,可能就要等到10月才能再有機會。

  在等待期間,每天早晚的7點15分,氣象服務保障組成員、來自日喀則氣象局的藏族小夥次桑都要進行高空氣象探測。直徑2米多的氣象氣球帶著探測裝置,快速升上天空,並測量珠峰周圍海拔6000米、7000米、8000米、9000米處高空的氣溫、風向和風速。這些數據將為測量登山隊選擇登頂時機提供參考。

  “放氣球的位置越靠近珠峰,預測準確性就越強。”多方面考量下,氣象氣球釋放的位置選擇在了距離珠峰大本營100多公里的定日縣。

  由於珠峰地區天氣變化快、晝夜溫差大、地形影響大,再加上曆史資料不足,監測站稀疏,這些都給氣象預測增加了難度。“有時早上還是晴天,中午就佈滿雲了,下午可能就飄雪了。”次桑說。

  在測量登山隊登頂當天,高空氣象探測的頻率將增加到一天10次。“雲層和氣流都是流動的,測量指揮部要求我們每兩個小時就探測一次。”

李飛戰在珠峰大本營做天文測量前的準備工作。受訪者供圖
李飛戰在珠峰大本營做天文測量前的準備工作。受訪者供圖

  還有一群專業嚮導組成修路隊和運輸隊,在為測量登山隊員們打著前站。

  2020珠峰測量登山隊副隊長次仁桑珠此前接受中國登山協會採訪時表示,5月12日9時,來自西藏拉薩喜馬拉雅登山嚮導學校的7名修路隊員從海拔8300米的突擊營地出發,6個小時候,他們抵達海拔8600米的第一台階,並將登山路線修至此處。

  5月11日和12日,共有37名運輸隊員先後將物資送往突擊營地,為攀登隊員登頂做好物資準備。

  中國登山協會公佈的現場照片顯示,在海拔超過8000米的雪山上,視線所及的地方只有白色的積雪和灰色的岩石。修路隊員穿著紅色登山服和專業登山靴,全副武裝,幾乎沒有一點皮膚裸露在外。7位隊員排成一線爬上近乎垂直的陡坡,沿途佈置路繩,方便測量登山隊後續攀登使用。

  另外的參與方還有設備提供方。在珠峰上進行測量,對設備的要求很高。“普通測距儀滿足不了珠峰的測量需求,必須要定製超長距離測距儀,距離越大,誤差也越大,這對設備和測量方法都提出了更高要求。” 劉站科表示。

  同時,高原地區的大氣壓力低,這也給測量設備製造提出了難題。“把袋裝方便麵和礦泉水帶到高原上會出現漲袋或漲瓶,設備也會出現一樣的狀況,設計人員要在設計和材質選擇上下功夫。”

  劉站科介紹,2020珠峰高程測量所用到的設備大多為國產設備。以用於測量峰頂積雪深度的雪深雷達為例。國測一大隊項目部主任柏華崗在接受新華社採訪時表示,2005年珠峰測量使用的是國外製造的設備,今年,測量任務要求雪深雷達不僅要測量雪深數據,同時也要獲取位置信息。此外,作為在峰頂使用的設備,它還需要具備輕便易攜、能在低溫、低壓、低氧環境下工作的特點。市場上並沒有現成的產品。測繪人員從去年就開始調研企業,最終由國內機構研發並生產成功。

  等珠峰地區的測量全部結束後,所有數據都將被送往自然資源部大地測量數據處理中心進行集中處理、核驗。整個計算過程需耗時2個月左右。目前,數十位專業人員已經做好準備,建好模型,只等測量數據的到來。

  按照計劃,測量登山隊會從北坡傳統路線攀登珠峰,經過北坳冰壁、“大風口”、“第二台階”三道難關。如果一切順利,登山隊從6500米營地到達峰頂需要至少3天的時間。在測量登山隊向珠峰頂發起衝刺時,李科等測繪隊員也會從海拔5200米的營地出發,前往各交會點等待,等待最終配合測出珠峰的高度。

  “這可能是最貴的測量值”,一位大地測量專家向新京報記者表示,珠峰測量要耗費大量人力、物力成本,但也有著無可比擬的社會意義和科研意義,將為地球運動以及地質活動等研究提供豐富的數據。

李科等隊員完成測繪工作後合影。受訪者供圖
李科等隊員完成測繪工作後合影。受訪者供圖

  新京報記者 韓沁珂

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