Eksperci wyjaśniają: Jak zmierzyć górę

W nowym pomiarze Chiny i Nepal ogłosiły, że Mount Everest jest o 86 cm wyższy niż dotychczas akceptowane na świecie 8848 m. Jak obliczono pierwotną wysokość przez Survey of India? Co oznacza rewizja? Dwóch najwyższych urzędników Survey of India wyjaśnia w wywiadzie dla The Indian Express.

Ptak leci z Mount Everestem widzianym w tle z Namche Bajar, dystrykt Solukhumbu, Nepal. (Zdjęcie AP/PTI)

Po pierwsze, jak mierzy się wysokość każdej góry?

Podstawowa zasada, którą zastosowano wcześniej, jest bardzo prosta i wykorzystuje tylko trygonometrię, którą większość z nas zna lub przynajmniej pamięta. W każdym trójkącie są trzy boki i trzy kąty. Jeśli znamy dowolne trzy z tych wielkości, pod warunkiem, że jedna z nich jest bokiem, wszystkie pozostałe można obliczyć. W trójkącie prostokątnym jeden z kątów jest już znany, więc jeśli znamy inny kąt i jeden z boków, pozostałe można znaleźć. Tę zasadę można zastosować do pomiaru wysokości dowolnego obiektu, który nie zapewnia wygody upuszczania taśmy mierniczej z góry na dół lub jeśli nie możesz wspiąć się na górę, aby użyć wyrafinowanych przyrządów.

Pomiar za pomocą kątów: Gdy bezpośredni pomiar wysokości nie jest możliwy, geodeta stosuje trygonometrię

Powiedzmy, że musimy zmierzyć wysokość słupa lub budynku. Możemy zaznaczyć dowolny punkt na ziemi w pewnej odległości od budynku. To może być nasz punkt obserwacji. Potrzebujemy teraz dwóch rzeczy — odległości budynku od punktu obserwacji i kąta wzniesienia, jaki góra budynku tworzy z punktem obserwacji na ziemi. Odległość nie jest trudna do zdobycia. Kąt wzniesienia to kąt, jaki zrobiłaby wyimaginowana linia, gdyby łączyła punkt obserwacji na ziemi ze szczytem budynku. Istnieją proste przyrządy, za pomocą których można zmierzyć ten kąt.

Jeśli więc odległość od punktu obserwacji do budynku wynosi d, a kąt elewacji to E, to wysokość budynku będzie wynosić d × tan(E).

Generał broni Girish Kumar jest głównym inspektorem Indii, a Nitin Joshi jest zastępcą inspektora generalnego Survey of India. Zadaniem Survey of India jest przygotowywanie autorytatywnych map, a jego praca obejmuje przeprowadzanie szeroko zakrojonych badań terenu i mapowania obiektów topograficznych. Począwszy od 1952 roku, Survey of India przeprowadziło ćwiczenie, aby zmierzyć wysokość Mount Everest (wtedy znany jako Peak XV). To ćwiczenie mierzy wysokość na 8848 m (29 028 stóp), co do tej pory pozostawało powszechnie akceptowanym standardem.

Czy pomiar góry może być tak prosty?

Zasada jest taka sama i ostatecznie stosujemy tę samą metodę, ale jest kilka komplikacji. Główny problem polega na tym, że chociaż znasz szczyt, to podstawa góry nie jest znana. Pytanie brzmi, z jakiej powierzchni mierzysz wysokość. Ogólnie rzecz biorąc, ze względów praktycznych wysokości mierzone są powyżej średniego poziomu morza (MSL). Ponadto musimy znaleźć odległość do góry. Dziś wydaje się to łatwe, ale w latach pięćdziesiątych nie było GPS ani zdjęć satelitarnych. Jak więc znaleźć odległość od góry, na którą nie możesz się fizycznie udać? Do tego czasu nikt nawet nie wspiął się na Mount Everest.

Możemy obejść ten problem, mierząc kąty elewacji z dwóch różnych punktów obserwacji na tej samej linii widzenia. Można zmierzyć odległości między tymi różnymi punktami obserwacji. Teraz będziemy mieli do czynienia z dwoma różnymi trójkątami, ale ze wspólnym ramieniem i dwoma różnymi kątami wzniesienia. Ponownie, postępując zgodnie z prostymi zasadami trygonometrii szkolnej, wysokość góry można obliczyć dość dokładnie. W rzeczywistości tak robiliśmy to przed pojawieniem się GPS, satelitów i innych nowoczesnych technik.

Jak dokładne jest to?

W przypadku niewielkich pagórków i gór, których wierzchołek można obserwować ze stosunkowo bliskich odległości, może to dać dość dokładne pomiary. Ale w przypadku Mount Everestu i innych wysokich gór są jeszcze inne komplikacje.

Te znowu wynikają z faktu, że nie wiemy, gdzie jest podstawa góry. Innymi słowy, gdzie dokładnie góra styka się z płaską powierzchnią ziemi. Albo, czy punkt obserwacji i podstawa góry na tym samym poziomie poziomym.

Powierzchnia Ziemi nie jest w każdym miejscu jednorodna. Z tego powodu mierzymy wysokości od średniego poziomu morza. Odbywa się to poprzez żmudny proces zwany poziomowaniem o wysokiej precyzji. Zaczynając od linii brzegowej, krok po kroku obliczamy różnicę wysokości za pomocą specjalnych przyrządów. W ten sposób znamy wysokość każdego miasta ze średniego poziomu morza.

Ale jest jeszcze jeden problem, z którym trzeba się zmierzyć — grawitacja. Grawitacja jest inna w różnych miejscach. Co to oznacza, że ​​nawet poziomu morza nie można uznać za jednolity we wszystkich miejscach. Na przykład w przypadku Mount Everestu koncentracja tak ogromnej masy oznaczałaby, że poziom morza podniósłby się pod wpływem grawitacji. Tak więc mierzy się również lokalną grawitację, aby obliczyć lokalny poziom morza. Obecnie dostępne są wyrafinowane przenośne grawitometry, które można przenosić nawet na szczyty górskie.

Ale wyrównywania nie można rozszerzyć na wysokie szczyty. Więc musimy wrócić do tej samej techniki triangulacji, aby zmierzyć wysokości. Ale jest inny problem. Gęstość powietrza zmniejsza się, gdy idziemy wyżej. Ta zmiana gęstości powietrza powoduje zaginanie promieni świetlnych, zjawisko znane jako załamanie. Ze względu na różnicę wysokości punktu obserwacyjnego i szczytu górskiego załamanie powoduje błąd pomiaru kąta pionowego. To musi zostać poprawione. Oszacowanie korekcji refrakcji jest wyzwaniem samym w sobie. Śledź Express wyjaśnione na Telegramie

Na tym zdjęciu z 27 maja 2020 r. członkowie chińskiego zespołu geodezyjnego udają się na szczyt Mount Everest, znanego również lokalnie jako Mount Qomolangma. (Zdjęcie AP/PTI)

Czy technologia nie oferuje prostszych rozwiązań?

Obecnie GPS jest szeroko stosowany do określania współrzędnych i wysokości, nawet gór. Jednak GPS podaje dokładne współrzędne wierzchołka góry w stosunku do elipsoidy, która jest wyobrażoną powierzchnią matematycznie modelowaną w celu przedstawienia Ziemi. Ta powierzchnia różni się od średniego poziomu morza. Podobnie, w celu uzyskania współrzędnych można również wykorzystać napowietrzne samoloty latające wyposażone w wiązki laserowe (LiDAR).

Ale te metody, w tym GPS, nie uwzględniają grawitacji. Tak więc informacje uzyskane za pomocą GPS lub wiązek laserowych są następnie wprowadzane do innego modelu, który uwzględnia grawitację, aby obliczenia były kompletne.

Biorąc pod uwagę, że w latach 1952-1954, kiedy nie były dostępne ani GPS, ani techniki satelitarne, ani wyrafinowane grawimetry, wyznaczenie wysokości Mount Everestu nie było łatwe.

Nepal i Chiny poinformowały, że zmierzyły Mount Everest na 86 cm wyższy niż 8848 m, o którym było wiadomo. Co by to oznaczało?

Pomiar 8848 metrów (lub 29 028 stóp) został wykonany przez Survey of India w 1954 roku i od tego czasu jest akceptowany na całym świecie. Pomiar przeprowadzono w czasach, gdy nie było GPS ani innych nowoczesnych, wyrafinowanych instrumentów. To pokazuje, jak dokładne były one nawet w tamtym czasie.

W ostatnich latach podjęto kilka prób ponownego zmierzenia Everestu, a niektóre z nich dały wyniki różniące się od przyjętej wysokości o kilka stóp. Ale zostały one wyjaśnione w kategoriach procesów geologicznych, które mogą zmieniać wysokość Everestu. Dokładność wyniku z 1954 roku nigdy nie była kwestionowana.

Większość naukowców uważa obecnie, że wysokość Mount Everestu rośnie w bardzo wolnym tempie. Dzieje się tak z powodu ruchu indyjskiej płyty tektonicznej na północ, która wypycha powierzchnię w górę. To właśnie ten ruch stworzył przede wszystkim wielkie Himalaje. Ten sam proces sprawia, że ​​region ten jest podatny na trzęsienia ziemi. Wielkie trzęsienie ziemi, takie jak to, które wydarzyło się w Nepalu w 2015 roku, może zmienić wysokość gór. Takie wydarzenia miały miejsce w przeszłości. W rzeczywistości to trzęsienie ziemi skłoniło do podjęcia decyzji o ponownym zmierzeniu Everestu, aby sprawdzić, czy był jakiś wpływ.

86-centymetrowy wzrost nie byłby zaskoczeniem. Bardzo możliwe, że przez te wszystkie lata wzrost się zwiększył. Ale jednocześnie 86 cm na wysokości 8848 metrów to bardzo mała długość. Szczegółowe wyniki nepalskich i chińskich wysiłków na rzecz pomiaru Everestu nie zostały jeszcze opublikowane w czasopiśmie. Prawdziwe znaczenie tego pomiaru stałoby się oczywiste dopiero po tym.

Podziel Się Z Przyjaciółmi: