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沒想到吧!甭管珠峰多高,都要從青島這個地方開始算

2020-05-27 22:37    人民日報

2020珠峰高程測量,世界第一高峰是長高了?還是變矮了?

登頂!測高!5月27日11時整,8名測量登山隊員登頂珠峰,立起覘標(biāo)。不過,珠峰精確新數(shù)據(jù)大概需要2到3個月時間才能公布。我們一起期待謎底揭曉吧!

將目光放到珠峰數(shù)千公里之外的山東青島,在觀象山上,有一座小石屋成為人們關(guān)注的重點(diǎn),它造型別致卻十分神秘,沒有掛牌,大門緊鎖,外層雕花石柱合圍,內(nèi)層綠色柵欄保護(hù)。除了偶爾有工作人員開門檢查外,不向公眾開放。

它里面裝載著世界最高峰珠穆朗瑪峰海拔的起算點(diǎn)——水準(zhǔn)原點(diǎn)。水準(zhǔn)原點(diǎn)為什么不是“零”?為何選在青島觀象山?能夠成為唯一的測量標(biāo)志?且聽記者為您講述水準(zhǔn)原點(diǎn)的來歷、特殊價值以及觀象山的故事。

一、山高萬仞,源自何處?

青島觀象山,是中國大地山川身高測量的起點(diǎn),也是珠峰的起測點(diǎn)。

觀象山上的石屋,面積不大,卻是中國永久性水準(zhǔn)原點(diǎn),而且是獨(dú)一無二的。石屋里面的旱井下鑲嵌有一個價值不菲的拳頭大小、渾圓的瑪瑙,點(diǎn)位有18厘米長,這里,就是“中華人民共和國水準(zhǔn)原點(diǎn)”。

何為水準(zhǔn)原點(diǎn)?就是水準(zhǔn)測量傳遞海拔高程的基準(zhǔn)點(diǎn),通俗地講,就是山川的海拔高度從這里開始算。

青島市勘察測繪研究院院長張志華給記者舉了一個通俗的例子:小朋友量身高需要一面墻,上面有刻畫的橫線,最初設(shè)定的那個橫線比如50厘米,就是以后身高的起算點(diǎn),成為一個測量標(biāo)志,也就是水準(zhǔn)原點(diǎn)。

這個水準(zhǔn)原點(diǎn)是怎么來的?

早在1952年,國家測繪部門就專門對沿海一些驗(yàn)潮站高程基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查,籌建一個國家水準(zhǔn)原點(diǎn),而建于1898年的青島驗(yàn)潮站,因?yàn)槎嗄陙淼某毕^測數(shù)據(jù)和經(jīng)1950年改造后增設(shè)自動驗(yàn)潮儀,在眾多海域中勝出。

石屋中標(biāo)記的水準(zhǔn)原點(diǎn)是海拔72.26米,也就說,從這里起算的海拔總數(shù)需要減掉72.26米,才能得出實(shí)際海拔高度。

那么,水準(zhǔn)原點(diǎn)為何不從零開始算呢?

張志華院長解釋說,國家規(guī)定以黃海海平面作為高度起算標(biāo)準(zhǔn),也就是說零是從黃海海平面取的。

“咱們住在海邊的都知道,海水有潮起潮落,青島有典型的半日潮,每天、每個月都不一樣,有時還有天文大潮和低潮,一直在變化,所以需要驗(yàn)潮。專業(yè)人員到海邊,根據(jù)每天的潮汐情況做連續(xù)的記錄,算出一天的平均,一個月的平均,一年的平均,至少要達(dá)到一個潮汐周期,大約是19年,滿足了這些條件變化,才能找到一個很穩(wěn)定的平均海水面,也就是零”。

如此不穩(wěn)定的“零”是無法確定何時何地為起算點(diǎn)的,需要找到一個陸地穩(wěn)定點(diǎn),于是觀象山進(jìn)入了科學(xué)家的視線。

觀象臺有成熟的天文、地磁、地震檢測技術(shù)和數(shù)據(jù),觀象山有穩(wěn)定的花崗巖基巖,可謂天時加地利,所以,1954年10月,中華人民共和國水準(zhǔn)原點(diǎn)定位于觀象山,由1個原點(diǎn)2個附點(diǎn)3個參考點(diǎn)構(gòu)成水準(zhǔn)原點(diǎn)網(wǎng)。

1957年,確定了黃海高程系,采用的是青島大港驗(yàn)潮站1950年到1956年的檢測數(shù)據(jù),高度為72.289米。

由于當(dāng)時驗(yàn)潮時間長度不夠一個潮汐周期,1987年重新使用了1952年到1979年的驗(yàn)潮資料,確定了1985國家高程基準(zhǔn)72.26米,從那時開始全國使用至今。

作為所有測量高程成果的初始起算點(diǎn),珠峰遠(yuǎn)在數(shù)千公里之外,要想獲得精確數(shù)字,測繪人員必須徒步行走、分段測量,每隔幾十米設(shè)一個站,反復(fù)觀測,累計步行超過了1.2萬公里,才能將高程傳遞到目的地,這其中的艱辛可想而知。

二、選在觀象山有這些理由

水準(zhǔn)原點(diǎn)為何選在觀象山?在張志華看來,主要有四個原因:

1、首先是地質(zhì)結(jié)構(gòu),有專家曾經(jīng)說過,青島尤其是老城區(qū)坐落在一整塊花崗巖上,而且中間沒有斷裂帶,地質(zhì)結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定,沒有地震和自然災(zāi)害。

中國沿海從鴨綠江口一直到廣西云南一帶整個海岸線,青島也是不太多的幾個非常穩(wěn)定的地區(qū)之一,所以把水準(zhǔn)原點(diǎn)放在青島更有價值。

2、青島地處中緯度地區(qū),位于從南到北大致居中的位置,把這個點(diǎn)放在青島,更便于海拔高程傳遞到全國去。

3、青島是最早開展現(xiàn)代科學(xué)研究的城市之一,中國最早的現(xiàn)代氣象觀測在青島,最早參加國際測量活動的萬國經(jīng)度測量就在觀象山上。

國內(nèi)原來有個說法,百分之七十的海洋科學(xué)家在青島,包含潮汐、氣象、天文等科學(xué)家以及大量的科學(xué)活動都在青島,加上觀象山很穩(wěn)定、安靜,便于保存,離海邊又不遠(yuǎn)。

4、青島海域具有典型的半日潮汐,驗(yàn)潮站所在的膠州灣海面穩(wěn)定,便于驗(yàn)潮也是一個原因。

因此,國家的水準(zhǔn)原點(diǎn)選在了觀象山。

三、青島下水道不堵,就因?yàn)樗疁?zhǔn)原點(diǎn)

水準(zhǔn)原點(diǎn)的應(yīng)用很廣泛,比如大家知道的南水北調(diào),很多工程從不同的省市同時施工,多年來背靠背地干,這就需要事先有一個統(tǒng)一的海拔高度標(biāo)準(zhǔn),沒有這個原點(diǎn),各省各地的標(biāo)準(zhǔn)不一樣,水往低處流,若不準(zhǔn)確計算,水就流不過來。

再比如像高鐵,也是分段施工,而且精度要求極高,一段一段的橋梁最后連接到一起通車,分毫不差,都和統(tǒng)一的高程有密切關(guān)系。

這樣的例子生活中比比皆是,老百姓蓋房子建筑打樁,樓盤建設(shè)的高度和距離,都需要統(tǒng)一的高度標(biāo)準(zhǔn)。再大的像火箭衛(wèi)星發(fā)射等,也都有嚴(yán)格的統(tǒng)一的高程起算點(diǎn)。

而且水準(zhǔn)原點(diǎn)在科學(xué)研究領(lǐng)域價值也非常大,大家都知道氣候變暖,海平面上升,這是一個非常緩慢的過程,海平面到底升了多少,和水準(zhǔn)原點(diǎn)比較,就可以判斷了。

甚至地震預(yù)報,全世界目前比較有效的辦法,就是在水準(zhǔn)原點(diǎn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行大的斷面帶之間嚴(yán)格的連續(xù)觀測,來判斷出它的加速情況,做出中長期預(yù)報,所以水準(zhǔn)原點(diǎn)的作用是方方面面的。

高程和每個公眾的生活都密切相關(guān),只是我們有時候感受不到而已。

青島下水道為什么不堵?除了下水道管道粗,能跑汽車,而且是鴨蛋形等原因之外,還有一個重要的原因,與當(dāng)時的城市管理者使用了世界最先進(jìn)的水準(zhǔn)測量技術(shù),比如坡度高度的計算有關(guān)。

青島老城區(qū)早期建設(shè)下水道時運(yùn)用的坡度高程最準(zhǔn),不會出現(xiàn)海水倒灌現(xiàn)象,因?yàn)榈构嗟脑蚴瞧露人沐e了,青島下水道設(shè)計建立在了科學(xué)的基礎(chǔ)上,與水準(zhǔn)原點(diǎn)在青島當(dāng)然關(guān)系密切。

除了觀象山觀象臺石頭屋這個水準(zhǔn)原點(diǎn),還有其他輔助的測量點(diǎn)做保障嗎?張志華院長說,高度測量有一套科學(xué)的辦法,除了這個原點(diǎn)以外,觀象山周邊一帶還有兩個附點(diǎn)、三個參考點(diǎn)作為組成部分,起到多重保險的作用。

每過四年都有專業(yè)的隊伍進(jìn)行測量核算,即使萬一某一個點(diǎn)被破壞,其他的點(diǎn)也可以作為測量標(biāo)準(zhǔn)。

“在這里我要通過媒體呼吁一下,咱們國家對測量標(biāo)志保護(hù)立了法,測量標(biāo)志保護(hù)極其重要,一旦損壞往往是不可彌補(bǔ)的?!?/p>

青島市測量標(biāo)志除了這六個點(diǎn)以外,在各個山頭上都有和水準(zhǔn)原點(diǎn)相關(guān)的測量標(biāo)志,市民可以注意一下山頂上的三腳架鋼標(biāo),那就是測量標(biāo)志。

由于城市的快速發(fā)展,測量標(biāo)志保護(hù)的壓力也越來越大。我們一定要加強(qiáng)測量標(biāo)志保護(hù),這是青島的一種榮譽(yù),也是公民的一種責(zé)任。

水準(zhǔn)原點(diǎn)測量標(biāo)志是智慧城市的基礎(chǔ),是云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能的基礎(chǔ),也是城市的數(shù)字底座,非常重要。

十幾年前國務(wù)院統(tǒng)一安排的對全國名山大川的高度進(jìn)行統(tǒng)一測繪,張志華參與了青島嶗山海拔高度的測量,嶗山是中國沿海第一高峰,最高點(diǎn)海拔1132.7米,都是從中華人民共和國水準(zhǔn)原點(diǎn)起算的。

其實(shí),德國侵占時期就測量過嶗山,遺憾的是當(dāng)時的測量點(diǎn)已被破壞,所以百年后我們無法判斷嶗山是長了還是落了。

四、青島觀象臺開創(chuàng)性的科學(xué)研究,促成觀象山成為水準(zhǔn)原點(diǎn)

觀象山能夠成為水準(zhǔn)原點(diǎn),除了因?yàn)榍鄭u海面平靜、觀象山為整塊花崗巖外,還因?yàn)榍鄭u驗(yàn)潮站有百年驗(yàn)潮的數(shù)據(jù),觀象臺較早開啟天文、氣象、海洋等科學(xué)研究,且臥虎藏龍,聞名中外的科學(xué)家蔣丙然、高平子等都做出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。

月球上有一座高平子環(huán)形山

這還得從1898年說起。德國侵占青島時,由于一次暴風(fēng)雨的侵襲,發(fā)生海難事故,這讓他們意識到氣象預(yù)報的重要性,于是在1898年3月,氣象天測所在館陶路1號成立,這時的觀象臺身影尚不清晰,在歷史的進(jìn)程中時隱時現(xiàn)。

1905年,氣象天測所移至水道山,老百姓之前口中的小石頭山,之后因?yàn)橛辛速A水池而改名。

1910年,在天文學(xué)博士梅爾曼主持下興建大樓,1911年1月1日,德國天文學(xué)會將其命名為“皇家青島觀象臺”,水道山也改名為觀象山。

隨著1912年1月9日新觀象臺的落成,“一座城市的天文視野就此展開”。

1914年11月,日德戰(zhàn)爭后,日本將觀象臺更名為青島測候所,即便1922年青島主權(quán)回收,日方仍然拒絕撤出,其侵略者的嘴臉暴露無遺。

直到1924年2月,觀象臺才真正回到中國人手中,而科學(xué)家們的加入,也使得青島觀象臺成為當(dāng)時天文學(xué)界一顆亮麗的星星,綻放耀眼光芒。

中國科學(xué)院紫金山天文臺青島觀象臺臺長孫立南是二代觀象臺臺長,父親孫壽甡20歲時就在觀象臺工作,從小耳濡目染,1986年她跟著父親觀測哈雷彗星,種下了一顆喜歡天文的種子。父親退休以后,調(diào)入觀象臺工作至今。

提起觀象臺的前輩,她的自豪之情溢于言表。

“1922年中國收回青島,派出當(dāng)時中央研究院的蔣丙然和高平子兩位先生來接管青島觀象臺,蔣丙然是氣象學(xué)的博士,高平子是天文學(xué)的專家,但日本人拒不交還。直到1924年2月15日,日本人才把青島觀象臺交出來。然而,里面的很多資料、設(shè)備、儀器都被日本人帶走了。接收以后,成立了兩個科室,一個是氣象地震科,一個是天文磁力科,氣象地震科科長由臺長蔣丙然先生兼任,高平子任天文磁力科科長?!?/p>

膠澳商埠觀象臺臺長蔣丙然,與天文學(xué)家高平子一起,展開了一系列的開創(chuàng)性的工作:高平子先生首先進(jìn)行了我國太陽黑子觀測,然后開創(chuàng)了時間服務(wù)系統(tǒng)。

他率隊參加了國際上的萬國經(jīng)度測量,開了我國參與國際合作的一個先河;1924年10月,蔣丙然先生創(chuàng)建了中國氣象學(xué)會,并在1928年跟宋春舫發(fā)起成立了海洋研究,建成了亞洲第一座水族館。

“在這之前,我們國家的科學(xué)研究都是比較落后的,像我們樓上那臺望遠(yuǎn)鏡就是1932年由蔣丙然先生從法國引進(jìn)的,可以說是我們中國人的第一臺望遠(yuǎn)鏡?!备咂阶酉壬?yàn)樵?jīng)做出突出貢獻(xiàn),在1982年的國際天文學(xué)聯(lián)合會上,在月球正面給他命名了一座環(huán)形山,叫高平子環(huán)形山。

五、青島與北京時間相差1分16秒

在觀象臺的身后,有一座萬國經(jīng)度測量紀(jì)念碑,它的存在與水準(zhǔn)原點(diǎn)一樣,對青島乃至全國有著特殊的意義。

1926年10月2日到11月30日,天文磁力科科長高平子與宋國模、徐匯平一起組成測量組,完成了經(jīng)度聯(lián)測,結(jié)果優(yōu)異,榮獲比利時博覽會優(yōu)秀科技獎。

“1986年,由青島市政府和中國天文學(xué)會合立了這座紀(jì)念碑,碑上有一組數(shù)據(jù),是東經(jīng)120度19分,北緯36度04分,這兩行字的中線到地面,就是青島市最中心的位置,是為了紀(jì)念1926年和1933年,青島觀象臺作為中國唯一的代表參加了國際兩次經(jīng)度測量。實(shí)際上東經(jīng)120度19分換算成時間的話,就是8小時01分16.812秒,也就是說,北京時間8點(diǎn)鐘,青島實(shí)際上是8小時01分16秒。北緯36度04分就是當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥冉?,換句話說就是在青島地區(qū)看北極星的高度。如果在青島迷路找不到北了,來這里,看地面球頂所指的位置,就能找到北”,青島觀象臺的張艷女士告訴記者。

時間繼續(xù)。1931年,觀象臺大型圓頂赤道儀室建成,內(nèi)置天圖式大型望遠(yuǎn)鏡,一時領(lǐng)先華夏。這座國寶級望遠(yuǎn)鏡,至今仍在觀象臺使用,孫立南臺長告訴記者,他們幾乎每天都用它來觀測太陽黑子和星辰,數(shù)十年如一日,完成了一次次記錄,也仿佛完成了與科學(xué)先輩們的隔空對話。

觀象山上,前后二十年誕生的圓頂赤道儀室與巖石城堡相互守望,安靜而深邃,“穹臺窺象”也成為當(dāng)時的青島十景之一。這是這座海濱城市天文與人文精神的交流與碰撞。

毋庸置疑,觀象臺的輝煌吸引了人們的目光,因此當(dāng)黃海作為高程起測點(diǎn)的時候,觀象山便很快成為水準(zhǔn)原點(diǎn)確定地點(diǎn)。

【新聞多一點(diǎn)】

這些山東人曾登頂珠峰

2008年,當(dāng)熊熊奧運(yùn)圣火在白雪皚皚的世界最高峰——珠穆朗瑪峰峰頂盡情揮灑自己的光芒時,山東淄博的張志堅作為登山隊新聞官也登上了珠峰。

2009年5月,3名山東人:邢開新、大濤、徐志衛(wèi)一起登頂珠峰。

2016年4月,煙臺姑娘畢明霞向珠峰發(fā)起沖擊,5月20日,上午9時許,從珠峰登山隊駐守大本營傳回好消息:成功登上海拔8844.43米珠峰的頂峰,成為煙臺市乃至山東省女子登峰第一人。

2019年5月20日上午9點(diǎn)12分,43歲的訾新生成功登上了珠穆朗瑪峰的最高點(diǎn)。訾新生表示,他可能是濟(jì)南市第一個從尼泊爾南坡成功登頂珠峰的人,為了這一刻,他曾連續(xù)進(jìn)行了一年“痛苦而無聊”的鍛煉。關(guān)于成功登頂,訾新生并沒有“征服”的快感,而是滿懷著對高山的敬畏。他坦言,“不是我征服了珠峰,而是珠峰接納了我?!?/p>

2019年5月21日尼泊爾時間晚8點(diǎn),山東泰安人范波所在中國登山隊從海拔7900米左右的C4營地出發(fā),最終成功登頂。

2019年5月22日6時52分、北京時間9時07分,淄博唐峰成功登頂珠峰。

(來源:齊魯網(wǎng)·閃電新聞綜合半島都市報微信、央視新聞)

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