喜马拉雅山珠穆朗玛峰.ppt

喜马拉雅山 珠穆朗玛峰,珠 峰 科 考 和 珠 峰 再 测 陆国新供稿 2005年6月23日,喜马拉雅山脉绵延2400公里宽度150400公里不等，分布在中国西藏和巴基斯坦、印度、尼泊尔、锡金、不丹境内。山脉分为4个相连的地带，由北向南为柴斯克山和拉达克山、大喜马拉雅山、小喜马拉雅山、西瓦利克山。其中大喜马拉雅山最为高峻， 平均海拔6000米 。,在珠穆朗玛峰周围南有洛泽峰（8516米）和纳帕滋峰（7861米）；北有章子峰（7583米）；东有马卡鲁峰（8463米）和绰穆洛卓峰（7818米）；西有卓奥友峰（8201米）和加中康峰（7952米）七座高山。,神 秘 的 珠 穆 朗 马 峰 地处世界屋脊青藏高原的珠穆朗玛峰是世界最高峰，它巍然屹立在喜马拉雅山脉的最高处，高峰终年积雪。巍峨壮丽的金字塔形峰体给人以肃穆、神圣的感觉。独特的高山风貌和自然地理环境又给人们增添了几分神秘的色彩。珠穆朗玛峰亘古以来就充满神奇色彩，相传在四、五千万年以前，这里还是一望无际的大海。后来，突然窜来一群妖魔，搅得海怒林毁，禽兽无处栖身，这里日渐荒凉恐怖。一日东方飘来一朵五彩祥云，,化作了五位法力无边的女神，她们劈波斩浪，把妖魔镇压在雪山下面。女神应众生的叩求，欣然同意留在人间，并喝令大海退下，使周围变成了森林、牧场和良田。从此，姐妹们变成了喜马拉雅山脉的5座山峰（自西向东为希夏邦马峰、卓奥友峰、珠穆朗马峰、马卡鲁峰和干城章嘉峰），位于中间最高的翠颜峰就是最娇美、最勇敢的三妹的化身，当地民众亲热地称她“珠穆朗玛”(藏语，意为“第三女神” 西方翻译为“大地母神”)。尼泊尔人则称为“Sagarmatha”（萨迦玛塔）。“Sagarmatha”是梵语的复词，“Sagar”代表“天”，“Matha”代表“山峰”，意即高达天庭的山峰。,珠峰是世界最高峰，人们常把珠峰和地球的北极、南极相提并论，称作“地球第三级”。自从南极、北极被人类征服之后，这座终年积雪的世界最高峰、越发引起世人瞩目。从18世纪开始，就吸引了一些探险家、考察队、旅行者先后到珠峰地区探秘，结果都以失,败而告终，丢下了十几具尸体，叹为不可逾越的“死亡之谷”。 我国“对珠峰最早的文献记载始于元朝，其名称为“次仁玛”。 1717年(清康熙五十六年)，我国清朝派员对珠峰及其附近的边境地区进行堪测，发现珠穆朗玛峰为我国最高峰，并依据当地藏族人民对它的称呼，正式命名为“朱母朗玛阿林”，标在“朝隆内府舆图”上，图中对珠峰的位置和四周边界有详细的记载。在藏语里“朱母”是女神的意思，“朗玛”是她的名字，“阿林”是满文，意为山峰，朱母朗玛阿林全文简译出来就是“神女峰”。康熙皇帝还派出胜住等两名搞测量的喇嘛，他们翻阅大量史书，几经民间访查，标定了珠峰所处的大体位置，它的高程却无法测得。 1852年（清咸丰二年），英国测量员额菲尔士窜入该地区，比中国的胜住等2人已晚了135年。又因慑于恶劣的高山气候，仪器未架上，便溜之大吉。,1902年，印度又派出测量队到喜马拉雅山南麓，在离珠峰数十公里远的地方，概略地加以测量，5年后又经英国人计算，得出了,珠峰8882米的高程数据。 从那时起，珠穆朗玛峰就被殖民主义者用自己的名字命名为“额菲尔士峰”。它的高程数据、地理资料“成果”，一直为外国的“测量权威”们所垄断。我国的版图也被迫沿用那并不准确的数据。 自1953年依希拉里（新西兰人）和丹增诺尔盖（夏尔巴人）首次登顶成功后，至今已有1720多人（次）登上了珠峰，但也有200多人死在登峰路上。 1960年5月24日下午，中国登山队教练刘连满和队员王富洲、贡布、屈银华四人首次合作攀上位于8700米处的“第二台阶”（即1924年，英国第三支珠峰登山队“队长弗诺顿”从珠峰北坡我国境内登山，当诺顿等人到达北坡“第二台阶”下边的8572米附近时，因氧气不足而被迫下山，队员玛洛里和欧文坚持继续前进，一去未返的地方）随即王富洲、贡布、屈银华三人攀上了峰顶。首次创造了从北坡登上峰顶的记录。他们攀登第二台阶时，还在台阶的岩石峭壁上嵌进了可供手抓或脚蹬的二支冰锥，作为日后的登山支点。,1975年，中国登山探险队第二次攀登珠峰时，就是靠这两个支点在这个陡壁上架起了高达5米的金属梯，顺利登上第二台阶。为了方便今后的探险家们，让更多的后来者实现他们征服世界第一高峰的理想，下山时，他们索性将梯子牢牢地固定在屈银华15年前所,打的冰锥上，被各国探险家称为“中国人的梯子”。 1975年5月27日下午2时30分，女队员潘多和八名男队员索南罗 布、罗则、侯生福、桑珠、大平措、贡嗄巴桑、次仁多吉、阿布钦，继1960年中国登山队王富洲、贡布、屈银华首次从北坡登上珠峰之后，再次从北坡登上了这个地球的最高点。这次集体登顶人数之多，科考成绩之大，在世界登山史上都是空前未有的。从此，不断有更多的中国人登临珠峰峰顶。中国的进步和强大，使中国登山者逐渐成为世界珠峰登山运动中的主导力量之一。 截止2003年5月，在过去的43年中，中国健儿已经14次登临“地球之巅”，先后共有61人次把的足迹留在地球之巅。同时，在攀登珠峰的众多登山者中，多名勇士长眠于珠峰洁白的世界里，一些人留下了终身残疾。中国人攀登珠峰的历史，是一个前仆后继和不断取得胜利的可歌可泣的历史。,珠 峰 再 测 测定珠峰高程是人类认识地球的一个标志。是在高山、低气压、缺氧、漫天风雪和极度严寒的情况下进行的是一项十分艰巨而复杂,的任务，甚至比到南极考察还要更困难些。 中华人民共和国成立不久，毛泽东主席、周恩来总理就对测绘 珠峰十分关心，中央人民政府提出要“精确测量珠峰高度，绘制珠峰地区地形图”，并将其列入新中国最有科学价值和国际意义的“填空”项目，交由国家有关部委论证实施。 在一次国际性的制图专业会议上，某发达国家的代表揶揄中方代表：“贵国地大物搏，珠峰还是测绘史上的处女地，需要我们援助吧?”国家的主权，历史的瑰宝，岂能让洋人染指?不能再拖了!病中的周恩来总理焦急地思虑着，多次向有关领导询问情况。1974年3月5日，国务院、中央军委联合召开了专题会议。 1975年1月，国务院、中央军委一声号令，登顶测量珠峰的战斗打响了。5月27日是我国测绘史上一个伟大的、刻骨铭心的日子。清晨，东方吐白，3颗红色信号弹从指挥所腾空而起，登山队员向珠峰发起最后的冲刺。分布在珠峰左右两肩之上的10个观测点，坚守了9昼夜的测绘兵早已架好仪器，调节归准，盼望着那激动人心时刻的到来。,下午2时30分，中国登山队女队员潘多和八名男队员索南罗布、罗则、侯生福、桑珠、大平措、贡嗄巴桑、次仁多吉、阿布钦，继1960年中国登山队王富洲、贡布、屈银华首次从北坡登上珠峰之后，,再次从北坡登上了这个地球的最高点。 突然，一块灰黑色的旗状云从西面飘移过来，罩住了顶峰，登山队员在观测仪的目镜里消失了。真急死人!测绘队员们不时地看看手表，恨不得插翅飞上顶峰，撕开浓云。14时40分，步话机传来大本营收到的喜讯：我国9名男女登山队员已于14时30分胜利登上顶峰!“目标出现，注意交会!”口令飞来，10部经纬仪同时瞄向珠峰：登山健儿竖立的3米高的红色测量觇标，格外引人注目。测绘队员们强捺心中的喜悦，小心翼翼地旋动仪器，争分夺秒地对觇标观测、记簿开始最后的冲刺。一个测回、两个测回连续3天，队员们进行了4个不同时段，16个测回水准、导线、天文、气象、重力、三角等测量，掌握了大量第一手珍贵的珠峰测量数据。这次珠峰测绘活动完全由中国人自主独立完成的。,1975年7月23日，中国政府授权新华社向全球宣布：我国测绘工作者精确测得世界最高峰珠穆朗玛峰的海拔高程为8848.13米。它的最大正负误差小于0.36米。这一精确数据，立即得到联合国教科文组织和世界各国的承认，很快成为世界地图集和教科书上的权威数据。它在人类文明史上谱写了一组熠熠闪光的数字。这一精确数据，有利于国家对珠峰进行地质理论、高山生理、大气物理、水,土污染等学科的考察，为我国的科研事业提供了可靠依据。 2005年珠峰复测活动也将完全由中国人自主独立完成，将首次由专业测绘人员和专业登山人员合作，携带测绘仪器和树立峰顶的觇标，登上珠峰峰顶进行观测。本次珠峰复测活动还将开展峰顶雪深、冰层厚度的测量，并希望在峰顶附近露头岩石处埋入永久性测量标志，以长期不间断跟踪观测珠峰峰顶的相关变化。以精确测定珠峰高度，同时对珠峰周边地区开展大规模控制测量工作，为珠峰高度的确定提供准确的起算依据，并通过分析研究近邻区域的四十年观测资料，开展与珠峰高度位置变化密切相关的地球科学研究工作。在对取得的观测数据成果进行分析处理的基础上，确定此次测量珠峰高度数据，最终结果可能在8月份出来，将依照国家有关重要地理信息发布规定程序进行审批后向社会公布。,登顶测量成功虽然在整个珠峰高程测量环节中非常重要，但在测量的过程中，由于温度、气压、重力等多方面原因会产生误差，需要通过复杂的计算来消除误差，还要对取得的数据分析处理，在理论研究、严密计算和反复验证的基础上，才能最后确定珠峰精确高程。如果顺利，地球的确切“身高”有望在今年8月向全世界公布。 觇标：是放置于峰顶的一种测量标志。此次珠峰测量，科研人员将在珠峰下的观测点通过观测设在珠峰顶部的觇标最终计算出珠峰高度。1975年我国进行第一次大规模珠峰测量时，觇标只具有角度测量功能，而这次设计的觇标添加了专门的棱镜，增加了测距功能。这也进一步提高了测量的精度。据珠峰觇标的设计者国家基础地理信息中心大地测量处高级工程师陈现军介绍，珠峰觇标设计寿命不少于3年，不仅有三根硬支架以及三根牵力达250公斤的重力绳，还可以通过钻头深入峰顶冰层下0.73米。此外，还增加了6块反射棱镜，测量人员通过它既能进行角度测量又能进行距离测量，进一步增加了测量的精度。在设计制作过程中曾经四易其稿，今年4月中旬送到珠峰营地时又经历了一次修改，将原来的钻头改成了冰锥的形状以适应珠峰顶部钻冰的需要。而从开始设计到最终完成，这根小小的测量标志物共耗费了10万元。,登顶测量成功虽然在整个珠峰高程测量环节中非常重要，但在测量的过程中，由于温度、气压、重力等多方面原因会产生误差，需要通过复杂的计算来消除误差，还要对取得的数据分析处理，在理论研究、严密计算和反复验证的基础上，才能最后确定珠峰精确高程。如果顺利，地球的确切“身高”有望在今年8月向全世界公布。,觇标：是放置于峰顶的一种测量标志。此次珠峰测量，科研人员将在珠峰下的观测点通过观测设在珠峰顶部的觇标最终计算出珠峰高度。1975年我国进行第一次大规模珠峰测量时，觇标只具有角度测量功能，而这次设计的觇标添加了专门的棱镜，增加了测距功能。这也进一步提高了测量的精度。据珠峰觇标的设计者国家基础地理信息中心大地测量处高级工程师陈现军介绍，珠峰觇标设计寿命不少于3年，不仅有三根硬支架以及三根牵力达250公斤的重力绳，还可以通过钻头深入峰顶冰层下0.73米。此外，还增加了6块反射棱镜，测量人员通过它既能进行角度测量又能进行距离测量，进一步增加了测量的精度。在设计制作过程中曾经四易其稿，今年4月中旬送到珠峰营地时又经历了一次修改，将原来的钻头改成了冰锥的形状以适应珠峰顶部钻冰的需要。而从开始设计到最终完成，这根小小的测量标志物共耗费了10万元。,峰 顶 测 量 工 具 觇 标,水准测量：所谓水准测量法是指从最初的基准点青岛海拔基准面开始，徒步在仪器两侧35米处各设立一个标杆，用水准测量仪在水平视线内测出两根标尺之间的高差，然后通过这种在两个相距70米标杆间设立水准仪的测量方法，一站一站地将高差累加起来，从西藏自治区西南部拉孜(此次测量起点)直到珠峰半山坡5600米处，这种方法能够把误差控制在每公里0.5毫米以内，是目前世界上最精确的测量方法。测量路程约500公里，测站最终可能超过10000个。根据珠峰复测的水准测量技术方案，测量队将分别通过四条路线向珠峰推进（徒步使用这种传统而精确的方法测量每天只能行进4公,公里）。 重力测量：由于珠峰地区地质构造极为复杂，珠峰山体的重力 线并不是一根直线。此次测量，科研人员还进行了大量不同地点（ 包括珠峰顶部）的重力测量，这些工作将描述出珠峰山体重力线弯 曲的具体情形，并为最终修正珠峰高度数据提供科学依据。,水 准 测 量 示 意 图,六 点 联 测 图,GPS全球卫星导航定位系统：是上个世纪70年代由美国陆、海、空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。 “北斗一号”GPS卫星导航系统是我国80年代提出的“双星快速定位系统”。其工作原理为：由两颗地球静止卫星(800E和1400E)、一颗在轨备份卫星(110.50E)、中心控制系统、标校系统和各类用户,机等部分组成。首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号，径卫星转发回中心控制系统接收并解调用户发来的信号，进行相应的数据处理。由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的，因此可算出用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。再求出测点处于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，最终计算出用户所在点的三维坐标。GPS三维定位精度目前己由16m提高到6m。测量队将在青藏高原的30个主测量点和50多个附测量点上展开6轮联机观测行动。这些被精心选择的测量点都是青藏高原板块典型的地理座标点。测量队员将历时90天穿越藏北无人区和昆仑、唐古拉、喜马拉雅、冈底斯等藏区大山。,GPS 卫 星 定 位 系 统,冰雪深雷达探测仪：珠峰顶部以岩面为主，在峰顶的冰雪层上用冰钻钻至底部，可测出冰雪层的确切值，但由于条件限制，过去从来没有人做过此类测量。此外如果将雷达放置在冰雪层上，向下发射电磁波，冰雪雷达探测仪，能够根据不同物质对于频率的不同反应，可以较准确探测出珠峰峰顶的浮雪和永久冰层的厚度。 但也从来没有人将雷达背上珠峰进行测量。这次登顶测量人员将携带冰雪深雷达探测仪在峰顶进行测量冰雪深度，这将让测量活动“如虎,添翼”。 珠峰珠峰为什么“变矮”了：1966年，中国第一次成功测量珠峰的雪面高程值为8849.75米。1975年，中国科学家测出珠峰峰顶雪面的高度为8849.05米，减去当时测量得到的峰顶0.92米的雪深，最终得出珠峰高度为8848.13米。过去30余年来，中国科学院院士陈俊勇等科学家利用天文、重力、激光测距、GPS等先进的技术手段，对珠峰的高程值进行了先后五次越来越精确的测量。1992年，科学家所测得的珠峰雪面高程的最终计算值是8849.04米，而1999年第五次观测的结果则下降为8848.45米。1999年的观测值和1966年相比少了1.3米，这说明珠峰似乎“变矮”了。,既然珠峰依然在缓慢长高，为什么还会失去1.3米的高度？陈院士认为这应该是珠峰冰雪面变化造成的。他指出珠峰雪面下降的幅度并不平衡，并且随着季节的变化而消长。夏天雪面向下降，冬天,大量降雪又使雪面增高，但雪面高度的总体趋势是下降的。 中国科学院青藏高原研究所所长姚檀栋研究员也认为“珠峰顶部在短期内降低如此剧烈，肯定不是地壳运动的结果，只能从冰川对气候的响应去解释。”他提出，全球由于气温上升，加速了珠峰顶部的积雪由雪到冰转化的过程，冰川的密实化过程加快，从而导致冰面的降低。实际上，从1992年开始的珠峰顶部急剧降低时期正好对应于气候急剧变暖时期。,珠 峰 科 考 处在极高山的珠峰地区人类活动稀少，是全球研究环境基础因素的关键地区之一。其多样而独特的自然条件、脆弱而敏感的环境使其成为研究全球变化条件下生态系统格局与过程变化以及地气系统水分与能量变化的理想场所。对其机制的探讨不仅能够深刻理解该地区独特地域单元对全球变化的响应，也是揭示人类活动与环境,相互作用过程的重要途径。 登顶珠峰科考三大难 其一，难在缺氧，严重的缺氧，竟然使人产生了幻觉，虽然坐在地上一动不动，却觉得自己正在艰难地行走； 其二，难在风大。“就算是好天气，珠峰的风速也快得可怕； 其三，难在科考，登顶后队员还得在海拔8400多米的峰顶，逗留1到2小时，完成一系列的科考工作。在那么高的地方，身体已经处于极限，完成科考就更是难上加难了。,1959-1960由中国科学院和国家体委联合组织了中国珠穆 朗玛峰登山科学考察队，在以珠穆朗玛峰为中心的7000平方公 里 的范围内进行考察，考察专业包括地质、地貌等。这次考察 中划分了珠穆朗玛峰自然垂直带，确认珠穆朗玛峰地区的现代,冰川处于强烈的消融退缩阶段。 1966-1968由100多人组成的中国科学院西藏科学考察队， 对以雅鲁藏布江为北界、中尼边境为南界西起吉隆、东至江孜、 仁布、亚东一线5万平方公里的珠峰地区进行了综合考察。这是 中国科学家第一次对珠峰地区进行真正意义的综合性科学考察。 这次考察中，古生物学家首次在珠峰地区找到了5亿年前的古生 物化石；1968年测绘人员为获取珠峰地区大气折光试验数据，顶 着政治压力和自然界的种种风险，两进两出，改善了该地区的大 地控制结构，建立定日到珠峰山麓的大地控制网，还测制了珠峰 地区1：5万的详细地形图。后因“文革”运动的破坏干扰，这一工 作被迫中断。 1975中科院、国家测绘总局和国家体委组成珠峰登山科学考 察队、对珠峰地区进行地质、气象、高山生理预测两方面的考察 。精确测定了珠峰的海拔高度为8848.13米。,同年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，结束了国际上有关珠峰峰顶岩层年,龄的争论。 2005年3至6月间适逢珠穆朗玛峰登山科考30周年之际，我国将组织登山队再次攀登“地球第三极“珠穆朗玛峰，开展珠峰地区综合科学考察、重新精确测定珠峰高度等活动，集登山、科考、测绘活动为一体。活动为一体。 此次珠峰地区综合科考活动，将以“珠穆朗玛峰地区对全球变化的响应”为主题，揭示珠峰地区近几十年来的自然环境变化特征、规律及对全球变化的响应。将是对以往历次考察资料和成果的补充和升华，加深该地区对全球变化特殊响应的认识，并以点带面，提升我国对珠峰乃至整个青藏高原的科学研究水平。 1975年的珠峰考察，取得了不可替代的基础研究数据和对比资料。但由于当时条件的限制，样品主要取自人类活动较多的河谷地区，而高海拔地区涉及较少。此次我们的工作，试图解释全球变化背景下，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？土地退化、生态与环境变化对局地气候变化产生什么响应？,我们将在1975年的采样区，开展生物多样性与环境调查与分析。同时，还将对珠峰地区的人发、青稞等生物进行测定，而人发中的铅、镉、汞的含量将是重点，以反映人居环境的可能变化。研究结果将揭示30年来，各方面的变化及可能原因，为区域环境发展趋势,分析和环境保护提供坚实的科学依据。 此次科考另一个重要工作是确定植被分布上限，通过典型剖面调查，重点分析植被的垂直分布特征，探讨植被上限与气候环境变化的关系，以及变化的速率，再结合遥感和GIS方法与实地调查，探讨这种变化过程与气候变化的关系。 通过对珠峰地区大气物理及大气化学成分、冰川变化、生物多样性、环境变化及地质等方面的观测研究，认识该地区大气与地表过程及温室气体和大气气溶胶的基本特征以及在全球气候变化中的重要作用；评估全球增温对冰川变化的影响以及未来冰川变化的趋势；研究全球变化条件下该地区30年来生态与环境变化格局与过程，重点阐明生物多样性变化特征；确立珠峰地区生态与环境变化成因及其与气候变化的关系，解释生态与环境对气候变化产生的响应；建立珠峰高度变化的过程；综合分析珠峰地区对全球变化的响应。,具 体 研 究 内 容 1.珠峰地区大气物理与大气化学观测研究，内容包括：珠峰地区地面与近地层大气以及地面大气与自由对流层交换过程研究；珠峰地区区域地表参数与地表能量通量研究；珠峰高海拔大气温室气,体监测；雪冰及大气气溶胶化学特征研究。 2.珠峰地区冰川变化监测研究，内容包括：冰川定位观测研究和水文观测研究。 3.生物多样性及生态变化研究，内容包括：生物多样性变化研究；生态系统对环境变化的响应研究；近30年来典型生物与土壤环境背景值变化研究。 4.珠峰地质特征的研究，内容包括：建立珠峰北坡的地质剖面和珠峰地区地质发展史等。 5.珠峰地区对全球变化响应的综合研究。 6.珠峰高度变化过程研究（祥见珠峰再测）。,2005年科考队员在攀登“世界之巅”的征途中的新发现 从3月15日起，科考队员在攀登“世界之巅”的征途中，虽历尽,坎坷，却也初步获得六项新的发现： 发现一：珠峰高度曾超过12000米 4月13日中国科学院青藏高原研究所丁林研究员告诉记者：珠穆朗玛峰在岩石结构上分为三层珠峰层、黄带层和北坳层。从现在的发现看，北坳层曾经发生过巨大的岩石变形和地质变化。大约从6500万年前开始，印度板块开始向亚洲板块挤压，喜马拉雅山开始隆起，青藏高原开始形成。到了1300万年前左右，高度到达顶峰的珠峰由于自身重量太大等多种原因，开始发生断裂，在地壳运动之后逐渐平衡，最终形成现在的高度。根据观测和计算，珠峰北坳层岩石的拉伸率为150%左右，发生拉伸变形的年代大约在1300万年前，现在珠峰北坳层所在8000米的高度，那时应该是11900米，再加上大约700800米变化不大的珠峰层和黄带层，珠峰的