如何给山峰测高?(把自然讲给你听·山)

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田湖草沙一体化保护和系统治理,全方位、全地域、全过程加强生态环境保护。

高山、碧水、茂林、沃田、净湖、绿草、黄沙……每个生态元素的背后,都藏着动人的“生态密码”即日起,本版“把自然讲给你听”栏目将持续关注山水林田湖草沙一体化保护和系统治理,将自然科普与生态保护有机结合,展示我国山水林田湖草沙生命共同体呈现出的勃勃生机。

“会当凌绝顶,一览众山小”“不识庐山真面目,只缘身在此山中”……古往今来,高大雄伟的山峰吸引着无数游人观赏,文人墨客也留下了许多动人的诗句山峰的高度通常指海拔高,是以平均海水面为基准,到山顶的垂直距离“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”,当我们在不同位置观望山峰时,对其高度会有不同的视觉感受。

珠穆朗玛峰的海拔高度为8848.86米,而当我们站在青藏高原上眺望珠峰,就会觉得它的高度可能只有海拔高的一半左右这是因为我们站的位置海拔就很高,视觉上感受到的是山的相对高度另外,所处环境的地形地貌也会影响我们的视觉感受:站在一望无际的平地上仰望山峰,就会觉得山峰很高;在起伏不断的山地上眺望山峰,就会觉得山峰没有想象中那么高。

怎样测量山峰的准确高度呢?主要有3种办法目前,山高测量中精度最高的属水准测量法一般来说,从山脚下一个已知海拔高的点出发,利用水准仪和两把水准尺测得相距不远两点间的高差由于水准尺长度的限制和清晰读数的要求,要一站一站地接续测量很多个高差,才能到达山顶。

水准测量精度高,误差可控制在厘米级,甚至毫米级但水准测量进度慢,即便是200米左右高度的山,沿上山路也需要测一天;如果碰到植被丛生没有路的山,测量进度就更加缓慢因此,该方法只适合测量较低的山峰相比之下,三角高程测量法要简单快捷得多。

数年前,我们测量448.9米高的南京紫金山主峰,用的就是这个方法:在山脚下,利用安置在海拔高已知点上的全站仪,瞄准安置在山顶的棱镜,可测得视线的高度角和距离,利用数学方法就能算出一个垂直高差这个垂直高差加上已知点海拔高和全站仪高、再减去山顶棱镜高,就得到了山的海拔高。

如果要进一步提高准确度,还需要进行地球曲率和大气折光改正由于引起大气折光的视线路径上空气密度、温度变化难以掌握,大气折光很难准确计算,导致山峰海拔高的测量误差可达分米级,且山越高误差越大这个办法虽然“多快好省”,但只适合测量精度要求不高的山峰。

利用北斗卫星导航定位技术测量山峰高度,工作更加简便且测量精度高,正在快速成为山高测量的主流方法2020年,我国科学家测量珠穆朗玛峰时就采用了此种方法但与以往方法不同的是,这个方法直接测得的不是海拔高,而是叫做大地高。

大地高需要减去一个叫作大地水准面差距的值,才能得到海拔高要想得到精确的大地水准面差距,需要有严密的数学模型和当地的重力加速度等数据,这也是在2020年珠峰测量中开展重力测量的重要原因目前,北斗卫星测高误差已可控制在5厘米之内;随着科学技术的进一步发展,未来更可能达到毫米级精度,进而有望全面替代水准和三角高程山峰高度测量方法。

掌握山峰高度,对工程建设、科学研究有着重要作用一方面,在山区的水利、道路、桥隧等工程建设中,准确的山峰高度是工程规划、设计、施工的重要地理数据另一方面,对于山峰及周边区域的高程监测,可用于地壳形变、板块运动等演变机理的研究,以及地震、泥石流等自然灾害的预报。

此外,准确了解山峰的高度,还有利于科学家开展区域气候气象形成机理、生态

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