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中国人首测珠峰“净高” 触摸地球第三极神经http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2005-03-12
■测绘人员力争亲自测量 ■测量设备要闯过严寒关 再过10天，即3月20日，三十多名登顶测量队员将在拉萨集结，开始一次极具挑战性的科学探险旅程——为珠穆朗玛峰重新测“身高”。 面对各种意想不到的风险和困难，国家测绘局国土测绘司副司长辛少华昨天告诉记者：“我希望我们的测绘队员，在专业登山队员的帮助下能亲自登顶。” 据悉，这次珠峰高度的测量有三大突破。 科考规模 科考队员轻装测绘 登顶测量队混合编成5个小组，每人背负的设备在3公斤以内 珠穆朗玛峰坐卧在世界屋脊喜马拉雅山脉中段。“珠穆朗玛”是藏语的音译。清康熙五十六年公元1717年编绘的《皇舆全览图》译作“朱母朗玛阿林”，即“神女第三”之意。30年前，即1975年，中国登山队员曾登顶测量“神女”“身高”为8848.13米，为世界最高峰。 然而，珠峰地区地壳运动活跃，高山冰雪剥蚀风华强烈，这些都会导致珠峰高度发生变化。为此，国家测绘局决定重测珠峰高度。据了解，多年来，中国测绘工作者对珠峰地区多次进行测量并开展深入的科学研究，同时在珠峰地区进行了大地测量，积累了该区域大量的观测数据，具备了测量的经验和实力。 据西藏体育局副局长、参与1975年登顶测量珠峰高度的张江援先生讲，西藏登山队选派了最有经验的队员为测量队保驾护航。据张江援透露，登顶测量队队员共35人左右，包括专业登山队员、专业测绘人员和物理学专家。据介绍，实际测量队将从这些人员中选拔出来，混合编成5个小组，每个小组由4到5人组成。其包括1至2名专业登山队员，3至4名测绘队员，1至2名物理学专家。据辛少华副司长介绍，受登山限制，每名测绘队员所背负的测量设备在3公斤以内。 科考目标 测高伴随三个突破 若专业测绘人员不能登顶，则由登山队员完成测绘任务 突破一：测绘人员亲自登顶 虽然有专业登山队员的协助，但是由测绘人员亲自登顶珠峰测量峰高，这在世界上仍是首次，其风险和难度可想而知。为此，国家测绘局专门选派了60名身体素质优秀的专业测量队员进行培训。 “这些队员早在半年前就已进驻西藏进行培训。”辛少华表示，希望专业测绘人员能够登顶成功并精确测量珠峰高度。但是，与此同时，国家测绘局也做的二手准备，即专业人员登顶难度过大，由专业登山队员完成测绘任务。“现在我们是相互学习。专业登山队员教我们登山，我们教登山队员如何使用测绘仪器。 张江援告诉记者，专业登山队员们都在认真地学习测绘设备的使用。“我们首要任务是帮助专业测绘人员登顶，由他们完成测量珠峰的工作。只有在没办法的情况下，再启用第二套测量方案。” 突破二：首次测量珠峰“净高” 除了第一次由专业测绘人员登峰测量珠峰高度外，此次测量工作还计划测量珠峰冰雪层的厚度，从而摸清珠峰的“净高”——峰顶岩石面距海平面的高度。 据了解，此次测量除去使用三角法、水准法、重力法、天文法等传统测量方法外，还将使用ＧＰＳ和雷达测量法。 辛少华副司长告诉记者，珠峰峰顶常年积雪，一般所测量的峰高是含冰雪层的高度。此次测量队员将携带雷达设备，在峰顶探测冰雪层厚度。 “即使登顶成功，按计划完成测量工作的难度仍然很大。”据国家测绘局负责此次测量任务的技术专家讲，珠峰上恶劣的气候条件不但对测量人员是从未有过的考验，而且对测量仪器也是从未有过的考验。“如果能够成功，将是一大突破。” 突破三：设立“高科技”觇标 此次计划在珠峰顶或靠近峰顶的岩石上设立觇标，为今后的测量确定参考目标。觇标是建在地面上或其他建筑物顶部的测量专业标架，作为观测照准目标和供升高仪器位置之用。 据了解，在1975年测量珠峰时，登山队员曾在峰顶上设立了一座觇标高3米的三角金属架。但是，可能是由于冰雪覆盖的原因，当年设立的觇标现在已经难觅其踪。此次觇标是用航空铝合金材料制成。而且设计更精巧以方便携带、安装。与以往觇标不同的是，珠峰觇标上还将安装上ＧＰＳ天线和反射棱镜，以方便日后的测量需要。 链接·综合科考 触摸第三极神经 珠峰地区被称为南北极外的地球第三极，是全球各种变化的一根非常敏感的“神经”。在全球变化的背景下，30年来珠峰地区生态与环境发生了什么变化，一直为世界科学家所关注。 据中科院青藏高原研究所研究员康世昌介绍，除了测量珠峰高度外，中科院地球物理学家还将对珠峰地区进行综合性科学考察，研究成果将实现世界性突破。研究的主要内容包括：大气、冰川、生态与环境以及地质等方面。预计在珠峰地区大气物理与化学、珠峰高海拔大气温室气体监测、珠峰地区冰川变化以及生物多样性研究方面取得突破。 链接·随行成员 女登山队员同行 在同一时间，中国女子登山队也将随同登顶。据西藏体育局副局长张江援介绍。此次计划登山队员35人中有9名女士将会同行。 1975年，中国登山队第二次从北坡攀登珠峰成功，其中藏族队员潘多是从北坡攀登世界最高峰成功的第一位女性。为纪念这一历史性的壮举，西藏登山队特意如此安排。但是，“女子登山队员只进行登山活动，不承担协助测绘工作。”张江援说。 据了解，这9位女士中，除潘多外，另有3名女性有曾经成功登顶的经验，而且还将有一位34岁的台湾女性参加登山活动。 链接·日程 3月20日：所有考察队员在拉萨集结； 3月21日－31日：从拉萨运送仪器物资到珠峰大本营，考察队员进行高山适应性训练； 4月1日－5月31日：在珠峰大本营、东绒布冰川、定日等区域开展大气、冰川、水文、生物多样性、地质、地球物理学的观测试验； 6月1日－10日：视天气情况在珠峰及邻近地区继续进行补点工作； 6月11日－20日：全体队员从珠峰地区返回拉萨。 链接·回眸 珠峰地区 三次大规模科考 1959年－1960年 有地质、地貌、测量、气象、水文、植物、动物等专业的46名科学工作者参加，完成了对珠峰地区进行大规模科学考察。编写了《珠穆朗玛峰地区科学考察报告》。 1966年－1968年 由100多人组成的西藏科学考察队，首次在珠峰地区找到了5亿年前的古生物化石，并且绘制了珠峰地区150000的详细地形图。 1975年 我国珠峰登山科学考察队精确测定了珠峰的海拔高度为8848.13米。也是在这次考察中，古生物学家在与珠峰峰顶同属一个层位的岩层中发现了三叶虫、腕足类、海百合化石群，最终确定了珠峰峰顶岩层的年龄。 [北京晨报]
相关链接 2005年珠峰地区综合性科考的科学意义  科考队队长康世昌在新闻发布会上 屹立于喜马拉雅山脉中段的世界最高峰——珠穆朗玛峰(以下简称珠峰，海拔8848.13 m)，因其独特的自然地理条件、复杂的地质构造和举世无双的高度，有着极为重要的科学意义，而为世界各国的科研工作者所注目。珠峰地区的登山和科学考察活动始于1921年，但早期的科学考察资料比较零散。自1959年我国先后对珠峰地区进行了3次较为系统的多学科的综合考察，最近十几年来在珠峰地区开展了冰芯、冰川变化、大气等多方面的研究，取得了大量的成果，对珠峰地区的认识在不断加深。然而，在全球近20年来气候变化背景下珠峰地区的环境变化仍是目前急需研究的课题之一。 一、大气物理与大气化学 珠峰地区是青藏高原特殊大气过程集中表现的典型区域。喜马拉雅山区的高海拔导致该地区与自由对流层大气最为接近，使得该地区成为地面大气与自由大气间物质能量交换的理想区域；强烈的地面—对流层大气间的物质交换使得该地区成为监测北半球大气环境的最佳地点。喜马拉雅山脉山体也是北半球地表与对流层大气物质交换的重要通道。平均海拔6000-7000 m的山体通过山谷风等多种大气环流系统将青藏高原地面的大气与其上空的自由大气相联系，对污染物质的交换有重要的作用。因此，研究珠峰地区的局地环流系统对正确认识喜马拉雅山体在污染物分布、交换、迁移中的作用有非常重要的理论意义。 随着人口不断增加，工业迅速发展，地球环境一定的严重破坏，大气中温室气体急剧增加、气溶胶含量不断变化。温室气体的增加已成为导致全球气候变化的主要原因。对大气中各种温室气体的连续监测已持续了近20年，但长期以来全球取样网站注重于海气交换界面，而陆地系统一直被忽视。青藏高原及其周边的高亚洲地区作为全球气候环境变化敏感地区，而喜马拉雅山复杂的地形和强烈的太阳辐射形成了该地区独特的大气环流系统以及气候和环境特征。同时，由于大气环流的作用，该地区的温室气体及大气气溶胶含量也在不断地发生变化。此外，这一特殊的地理单元对于全球碳循环的贡献及响应如何，目前我们知之甚少，也是全球有关科学家关注的焦点。在青藏高原高海拔地区开展大气温室气体本底监测无疑具有重要的意义。 近年来，大气中碳黑气溶胶备受关注，主要是由于其具有重要的气候、环境及生理学负面效应。碳黑是大气颗粒物中吸收太阳辐射的主要成分，因此具有重要的直接辐射效应。近地层大气碳黑气溶胶可以将直接吸收到的太阳辐射能量，通过加热周围的空气而转化为空气分子的内能，增加地-气系统对太阳辐射能量的吸收，从而对大气起增温作用。由于碳黑气溶胶与硫酸盐气溶胶的排放具有同源性，而且在大气中以混合方式存在，通常在气溶胶的辐射强迫作用研究中同时考虑这两种气溶胶。碳黑气溶胶与硫酸盐气溶胶有外部混合和内部混合两种方式：当以外部混合方式存在时，两者的辐射强迫作用相反，并相互抵消；如以内部混合方式存在，两者物理化学形态相互影响，光学性质变得更为复杂，并使得碳黑气溶胶的光学吸收作用得到加强，从而在更大程度上削弱硫酸盐气溶胶的负辐射强迫作用。青藏高原发育有大量的冰川，又位于人类活动的地理中心，那么，对冰芯及表层雪样中碳黑提取分析及大气的同步观测，对碳黑与气候变化的关系研究无疑具有积极的作用。 由于珠峰地区在我国、东亚乃至全球气候环境变化中的重要作用，所以我国科学工作者在过去的几十年中做了大量的工作。先后于1959-1960年，1966-1968年，1975年在珠峰北坡进行气象科学考察。其观测内容包括：温、压、湿、风、降水、太阳辐射及云等常规观测项目，并且取得了大量的研究成果。二十世纪80年代以来，中科院大气物理所及北京大学等单位的科技工作者对珠峰地区的大气湍流、边界层结构特征及温室气体等进行了长达十多年的观测实验研究。 由于交通和工作条件的恶劣，在珠峰山区进行的大气物理及大气化学等观测研究总的说来时间较短、观测项目也不全。使得其研究成果受到一定的限制。上世纪90年代意大利科学家在珠峰南坡启动“金字塔”计划，已经进行了近10年的大气和环境过程监测研究。由于珠峰南北坡存在巨大的地理和环境特征差异，在珠峰北坡进行大气和环境过程观测可以与“金字塔”计划进行对比研究，从而进一步认识珠峰地区在全球变化中的作用。因此，在珠峰地区进行大气与地表过程及温室气体和大气气溶胶含量综合观测研究，对于全面准确的认识青藏高原在全球变化中的作用及其对全球变化的响应具有重要科学意义，同时也可以促进人们正确认识该地区的气候和天气灾害，提高气候和天气预报水平，为区域可持续发展做出贡献。 二、冰川变化监测 冰川资源作为一种动态资源, 是随着气候变化而不断变化的。20世纪以来, 随着气候变暖, 全球范围内的冰川开始退缩。中国西部冰川的物质平衡出现持续亏损而退缩加剧，而90年代以来, 冰川退缩强于20世纪的任何一个时期，而且冰川的退缩幅度急剧增加)。强烈的冰川退缩导致了由冰川融水补给河流径流量大增。适时正确评估冰川变化及其原因, 揭示冰川变化对冰川水资源及其河流径流量的影响将具有重要科学和现实意义。 珠峰地区也同时由于全球变暖冰川出现重大变化。1959-1960年的考察结果认为，绒布冰川处于退缩状态。1966-1968年考察中对比1921 年和1959年所测地形图发现，中绒布冰川末端处于稳定状态，只是冰塔区不断上移，其平均速度为6 m/年，而东绒布冰川冰塔林下限在1959-1966年平均每年上移78 m。实际上该冰川接近末端的一段区域为表碛覆盖区，表碛的不断增厚抑制了下伏冰的消融，特别是末端处表碛厚度可达数米，表碛之下的冰得到很好的保护。上游冰体则因消融增大而持续减薄，最后冰碛覆盖区与上游断开成为死冰。因此，这是气候持续变暖、冰川不断退缩的反映，并非冰川真的处于稳定状态。1997年中美联合考察队在珠峰绒布冰川考察期间采用GPS 技术对冰川末端位置进行了测量，同1966-1968 年考察时的地形测绘结果对比，得出绒布冰川末端30年来的变化趋势，其中：中绒布冰川冰塔林下限退缩270 m，东绒布冰川退缩170 m，远东绒布冰川退缩230 m，年平均退缩量分别为8.7 m，5.5 m 和7.4 m。 研究表明，我国冰川的全面退缩与近年来的冰川物质强烈负平衡密切相关。冰川每年收支余额的变化直接引起冰川运动特征的变化, 进而导致冰川末端位置、面积和冰川储量的变化。冰川的动态变化, 就是冰川物质平衡变化的直接结果。因此，对珠峰地区典型冰川物质平衡的长时间观测，研究冰川物质平衡的变化，则是认识未来冰川变化趋势的基础。 目前已在珠峰和希夏邦玛峰地区展开了雪冰和大气气溶胶化学以及冰芯记录的研究工作。该地区的冰芯记录已揭示了近2000年来气候环境变化和南亚季风的演化规律。该地区冰芯记录与太阳活动、大气环流等关系密切。同时冰芯积累量反映出20世纪60年代以来该地区降水的迅速减少。即使在这些高海拔地区，雪冰化学的研究也检测到人类活动对大气环境的污染。因此，在珠峰地区展开进一步的雪冰现代过程研究，将是通过该地区冰芯记录准确重建气候环境变化的基础。 三、生物多样性及生态与环境变化研究 独特的自然条件造就了珠峰地区较为完整的垂直自然带。在珠峰地区，地质、地貌等非地带性因素的作用远比地带性因素要强烈得多，所有这些都深刻地制约着珠峰地区的现代自然地理过程。在这种特殊的过程与环境条件中，生物可能以基因的特殊变异和生理生态的某些性质的改变与之相适应，形成了适于各自然带中的特殊生命特征与现象。研究表明珠峰地区的生物区系、植被类型等均表现出南、北翼的显著差异，南北两翼的生物区系分属于不同的起源区。如在植物区系方面，几乎南翼的全部科属都能在云南至长江流域一带找到，并有许多相同的种，在海拔较低的地方，更具有印度、马来西亚植物区系的特征。北翼则显示出与中亚植物区系成分的相似性。在动物区系方面，大体在南翼针叶林以下山地，其区系特征与长江以南地区基本一致，北翼则属于全北区，区系成分也与中亚一带相似。由于山区复杂的自然条件，两大起源区在南、北两翼交界地段有显著的相互渗透现象。以往的考察与研究从宏观上勾画出该地区的植被与区系构成与特征，对生物多样性本底研究奠定了基础，但在生物多样性变化研究及其变化原因等方面鲜有报道，尤其是珠峰北坡植被上限和典型自然带的生态幅以及气候变化如何影响该地区植被格局等仍然是未解之迷。 珠峰地区人类活动稀少，是全球研究环境本底的关键地区之一。珠峰地区环境本底不仅具有南北极同等重要的科学价值，而在环境本底垂直分异特点为南北极所没有，是全球独一无二的。鉴于环境本底值研究与人类及生物的生存息息相关，该领域越来越被人们所重视。1975年珠峰综合考察取得了大量的基础研究数据，得出了初步的研究成果，表明珠峰地区土壤重金属含量较低，不超过土壤中重金属自然本底含量。虽然由于地带性引起一定的差异，但土壤本身剖面变化却显示了本底状况，未造成土壤重金属的污染。对人发、青稞等生物的本底值测定表明：珠峰地区人发中的铅、镉、汞的含量均为正常状态。由于当时条件的限制，1975年的科学考察涉及内容有限。在环境背景值调查中，当时的土壤样品主要取自拉萨、日喀则、定日、绒布寺及樟木等人类活动较多、农业经营时间较长的河谷漫滩地区，而高海拔地区没有涉及到；人发样品中重金属元素的含量与人的性别、年龄及饮食习惯等有重要的联系，而该次考察虽然考虑到了这些问题，但未能设计系统的、统一的序列进行研究；另外，青稞等植物样品的重金属含量与植物的种类、品种是密切相关的。因而在进一步的研究中应考虑这些因素的影响。1975年的考察，为研究珠峰地区的生态与环境变化提供了不可替代的重要参考和对比资料。30年来，珠峰地区土壤与生物环境背景值是否发生改变、改变程度与动因、趋势如何等问题急待回答。 对1981-2001年植被指数(NDVI值)的变化趋势分析表明：珠峰东坡、东南坡和西南坡的植被NDVI值呈明显减少的趋势，而珠峰北坡NDVI值也存在一定程度变化。这是否预示着南坡植被在一定程度上也在逐步恶化？由地表植被退化程度是否可以推论出珠峰地区环境状况趋于恶化？该区域生态与环境变化特征与动因等有待实地深入研究。 全球变化背景下，30年来珠峰地区生态与环境发生了什么变化，尤其是生物多样性和土地覆被方面发生了怎样的变化？这些变化在垂直梯度上有什么规律？在垂直梯度上土壤理化和生物分异特征如何？土地退化对局地气候变化产生什么响应？这些都成为了亟需回答的科学问题。 近10年来，地球科学对各圈层相互作用的研究迅速增加，并特别注重构造-气候和地球表面过程之间相互作用的动力学过程。一方面是由于人们对全球变化的知识的渴求，另一方面是由于技术和理论的进步。据预测，在构造-表面过程-气候的耦合方面的研究将持续或加速增长。但是该领域的研究在国际上也刚刚起步，关于构造-表面过程-气候三者反馈的机制，相互作用程度，相互作用的门槛，响应时间等一系列最基本的理论问题还无法回答。目前Nature等杂志关于该领域的成功研究不断涌现，如南美洲干湿变化-太平洋板块的俯冲速率-南美高原的隆升-弧前盆地沉积速率变化的相互关系；我国东喜马拉雅构造结剥蚀速率与地壳熔融及高压变质作用的耦合等。 四、珠峰高度变化历史研究 以珠峰为代表的特高海拔地区是全球构造作用最活跃的现代造山带，这里每年的抬升速度约为10mm/a；其南坡为恒河水系和前陆沉积盆地，同时珠峰地区也是冬夏季风作用的场所，快速的岩石圈抬升，较强的降雨和恒河水系的巨大剥蚀造就了世界上最大的孟加拉湾海底沉积扇。因而，以珠峰为代表的高喜马拉雅地区是研究构造-气候反馈作用最理想的地区之一，充分利用珠峰地区的优势，抓住构造-气候反馈研究在国际上刚刚开展的挈机，使我国在未来各圈层相互作用研究方面占领制高点。 1964年的希夏邦马峰登山科考活动中高山栎化石的发现揭开了现代青藏高原研究的新篇章。自此以来，关于喜马拉雅山及青藏高原的隆升过程研究始终是青藏高原研究的热点。但以珠峰为代表的喜马拉雅山的隆升过程还没有建立起来，详细给出珠峰地区海拔高度变化的过程，对于解决喜马拉雅山的构造演化过程和了解青藏高原环境气候的变化有着重要的意义。 [新浪]
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