爬山|登顶！珠峰高了还是矮了？60年珠峰“测高史”
2020年5月27日 ， 我国珠峰高程测量登山队伍成功登顶 ， 测量出了珠峰新的高度 。 六十年前的五月 ， 我国三位登山队员首次登上珠峰 ， 在世界第一高峰上首次留下了中国人的足迹 。 岁月六十载 ， 弹指一挥间 。 尽管珠峰的高度在不断变化 ， 可是中国人永攀高峰的意志却始终如一！
出品："格致论道讲坛"公众号（ID：SELFtalks）
以下内容为中国科学院青藏高原研究所副研究员张强弓演讲实录：
我演讲的题目叫《永攀高峰》 ， 是“永远”的“永” ， 有人认为也有“勇敢”中“勇”的意思 。 一会儿我会解释一下怎么理解这个“永远”的“永” 。
今天演讲的知识点大家都知道了：世界的第三极是青藏高原 ， 而极中之极就是珠穆朗玛峰 。
现在天气暖和了 ， 大家都想去野外踏青、爬山 。 大家知不知道 ， 香山的海拔高度是575米 ， 下一次再上峰顶时大家可以看到有块石头写着香炉峰 ， 上面有香山准确的海拔高度 。
生活中有一种说法 ， 叫“攀登知识的高峰” 。 事实上 ， 在平时的生活学习中 ， 我们会把很多东西都形容成高峰 ， 而我们在勇敢地攀登它 。
这张海报是上个世纪的 ， 是“立志学好文化知识 ， 攀登科学高峰”的海报 。 我相信这个说法现在已经过时了 ， 现在我们说要攀登知识高峰 ， 要攀登体育高峰 。 同学们要学好文化知识 ， 才能攀登知识的高峰 。
让我们直接把目光聚焦在珠穆朗玛峰 ， 它是世界上第一高峰 ， 位于我国西部的青藏高原 。
从地质方面看 ， 中国由东向西形成了三个台阶 ， 青藏高原是最高的 ， 平均海拔在4000-5000米以上 。 北京在华北平原的北部 ， 海拔很低 ， 大约二三十米 。
图中是雄伟的喜马拉雅山系 ， 整个山系集中了10座超过8000米的高峰 。 全世界有14座超过8000米的高峰 ， 在喜马拉雅山地区就有10座 ， 珠穆朗玛峰又是10座高峰里最高的山峰 。
珠穆朗玛峰的发现史
我们来看一看世界最高峰是怎么被发现的以及它的历史 。
这张图就是整个喜马拉雅山从东向西的壮观景象 。 满眼全是山 ， 山上全是雪 。
1841年 ， 英国人占领印度后 ， George Everest（如下图所示）被派驻到尼泊尔 ， 时任测绘局局长 ， 就是他记录下了珠穆朗玛峰的位置 。 几年后 ， 根据当时的测绘条件 ， 测出了这座山峰的高度大概是8840米 。
发现高峰后 ， 大家都想攀上去看一看上面到底有什么 。 在接下来的十几、二十几年里 ， 英国人组织了很多探险队 ， 他们从中国西藏境内向这座山峰发起冲击 ， 经过七次尝试都没有成功 。
攀登珠穆朗玛峰的困难是什么？大家会说缺氧、雪崩、温度低 。
我总结两个问题：一个是非常寒冷 。 大家要有一个气温直减率的概念 ， 从地面到高空中15到20千米是地球的对流层 ， 大气主要在对流层里 ， 在这个垂直的20千米内 ， 温度会随着海拔上升而降低 。
到了高空以后 ， 大约海拔每上升一千米 ， 温度降低6度 。 大致算一算 ， 盛夏的北京接近40度时 ， 珠穆朗玛峰的峰顶还在零下10-20度 ， 所以这个地方是非常冷的 ， 这会给攀登带来很大困难 。
第二就是缺氧 。 气压随海拔的升高而降低 ， 气压降低以后氧气的含量就会降低 。 8000米以上的氧气含量只有平地的30%左右 ， 相当于大家在地上吸一口气 ， 到珠峰上要吸三口气才能满足身体的需求 。 所以攀登珠峰是一件非常困难的事情 。
经过十几年的努力 ， 在1953年5月29日 ， 新西兰人Edmund Hillary和尼泊尔的夏尔巴人Tenzing Norgay通过自己的努力 ， 带着登山队 ， 从珠峰的南坡 ， 也就是我们毗邻的国家尼泊尔 ， 登上了珠峰的顶点 。
上面是一张凭想象绘制的复原图 。 真正登上珠峰是否是这个样子？我想应该不是 ， 因为当时记录的照片里他们背着氧气瓶上去的 。
这是人类第一次登上珠峰 ， 时间是1953年5月29号 。
我国前三次珠峰攀登及科考历程
1949年中华人民共和国建国之后 ， 国际社会对中国进行了封锁 ， 在当时条件困难的情况下 ， 我们决定要征服这座山峰 ， 因为这是能够彰显中国人民精神气的一件事 。
1960年2月 ， 中国登山队向着珠峰出发了 ， 有214名队员 。 一支登山队需要这么多人吗？实际上200多人里可能只有几十个是真正登山的队员 ， 其他人负责后勤保障和医疗工作 。
在这支登山队里有46名特殊的队员 ， 就是我们的科学家 。 1958年到1960年期间 ， 我们的科学家已经在这个地区进行了很多次科学考察 。
当时主要做什么科学考察呢？就是要观察珠峰的天气变化 ， 因为天气变化关乎到登上峰顶时的气候条件 ， 如果天气预报预测明天天气很好 ， 大家就会出去玩 ， 去登香山 。 如果预测明天会下雨 ， 刮风 ， 还有雷电 ， 大家就会取消计划 。
所以在登顶前两年 ， 科学家在5000多米海拔的珠峰大本营做了长达两年的观测 ， 把这个地区的天气变化摸得很清楚 ， 以便给大家提供保障 。
终于在1960年5月25日凌晨 ， 我国有三名登山队员依次从我们国家领土范围内的北坡登上珠峰 。 这三位登山英雄从山上下撤的时候受到了人们非常高的礼遇 ， 因为他们代表中国第一次冲上高峰 。
这在当时是一个很大的事件 ， 《人民日报》发布了头版头条的报道 ， 说人类第一次战胜了珠峰北坡的天险 。 因为从来没有人从珠峰北坡登上过这座山 。
在这次登山过程中 ， 科学家们发现珠峰的天气很有意思 ， 所以他们又在1966年~1968年对这个地区进行了第二次科考 。
第二次科考结束后 ， 科学家把这些资料整合成了一本书 ， 叫《气象与太阳辐射》 。 他们发现这个地方的太阳辐射是全世界最强的 ， 说明它有很高的太阳能利用效率 。 除此之外还出版了多册其他图书 ， 涵盖地质、古生物等内容 。
1975年 ， 国家决定组织人员再爬一次珠峰 。 之前我们得到的高度是通过传统测绘方式得到的 ， 20多年过去了 ， 我们有了新的技术 ， 想看一看它的准确高度到底是多少 。
1975年春 ， 我国的测绘队又一次登上珠峰 ， 在珠峰顶上插了一个红色的测量专业仪器觇标 。 测绘队员可以通过测绘仪器观察觇标 ， 计算它的相对高程 ， 最后确定珠峰的高度 ， 当时给出了非常精确的数字8848.13米 。
在这个过程中科学家做了什么工作？
这次科学家依旧跟随登山队 ， 给他们提供保障 。 这张照片里 ， 左边第一个人就是我国著名的气象科学家高登义先生 。 高先生现在已经80多岁了 ， 当年他在珠峰科考队担任气象观察员和预报员 ， 并给出了很好的预测 。
（图片来自高登义教授）当时有一个指示风速的有利条件 ， 大家看到珠峰山头上有很厚的云彩 ， 这个云彩从峰顶开始向另外一侧飘 ， 像一面旗帜一样迎风飘扬 ， 这面旗帜的形状和方向就可以告诉我们风有多大 ， 风向是什么样的 。
如果云跟峰顶平齐的话 ， 就会刮九级风；如果风稍微往上扬 ， 风速就会降低 ， 这是一个有利的登顶时间窗口 。
这张手绘图是当时气象小组根据自己的经验给出的预报 ， 预测出登顶的时间窗口后再告诉登山队员 ， 登山队员就会抓住这个很短的时间段冲上顶峰 ， 为我们国家赢得很大的荣誉 。
高登义先生在后来总结经验时写了四句诗 ， 他特别强调 ， 北坡的登顶是风为先 ， 我们必须知道风是什么样子 ， 才能确保成功登顶 。
珠峰的这次科考 ， 也是大型科考的一部分 。 从1970年到1990年大概20年的时间里 ， 我们国家对青藏高原很多地区进行了大范围的科考 ， 发现了很多新的物种和新区域的一些新现象 ， 同时也发现了很多矿产 ， 科学家们根据这些发现出版了87本专著和5本论文集 。
1990年后 ， 随着条件的改善和技术的进步 ， 路线勘探比较成熟 ， 大家的技术装备也变好了 ， 登珠峰的人数越来越多 。
上面这张曲线图显示了每年登顶的人数 。 有些年份登顶的人数达到700人 ， 很难想象在那么一个小峰顶 ， 也会出现香山上出现的情况 ， 只有一天登顶的窗口时间 ， 一百多人排队冲击峰顶的情况 。
下图是当时已经勘探出来可行的登顶路线 ， 有20条登顶路线分别从东坡、北坡、南坡登山 ， 都可以登上珠峰 。
珠峰变矮了？
2005年 ， 我国对珠峰进行了第四次综合考察 。
2005年 ， 我作为硕士研究生进入中国科学院青藏高原研究所 ， 当时没有机会参与这次科考 ， 但是全程关注并参与了一些准备 。
这是当时科考队在向珠峰前进的路上拍摄的一张照片 。
在这次科考中 ， 我们进行了更大范围的取样和调查工作 。 我们把气象台一直架到了6500米的海拔高度 ， 又在冰川上挖掘了很多雪坑 ， 采集雪样测试其中一些元素的含量 。
我们还对水文进行了测试 ， 发现这个地区由于气温升高 ， 冰川已经出现了很大的退缩 。 以前大家关注天气怎么变化 ， 现在我们发现气候也在发生变化 ， 几十年时间里冰川已经退缩了很多 。
除了科考外 ， 我们还要再对珠峰进行测高 。 下图是2005年没有测高之前在这里立的石碑 ， 前面两位数字确定为“八千”和“八百” ， 后面十位数、个位数和小数位等待确认 。
2005年5月22号 ， 珠峰的测绘队员又一次登上珠峰峰顶 ， 把觇标设置在那里 。
这次测绘队员提前了好几个月 ， 从我国黄海的海平面一直测试到珠峰峰顶 ， 最后给出了非常精准的数字——8844.43米 。
这是后来我到珠峰时在石碑下照的照片 ， 后面的个位数、十位数、小数位已经被填满了 。
1975年给出的数字是8848.13米 ， 为什么到2005年变成了8844.43米？
我们认识一个问题是有条件的 。 2005年给出的数据 ， 是把雪的高度也测出来了 ， 雪层高度是3.5米 。 1975年测的时候没有能力把雷达背到山顶上看雪面的高度 ， 这次我们把雪的高度算出来以后 ， 把它去掉就能给出真实的高度 。
就像计算你的身高时 ， 要把头发剃完了以后才能得出你真实的高度 。 头发就像珠峰山顶上的雪一样 ， 珠峰不是变矮了 ， 而是我们认识更精确了 。
2008年 ， 北京举办了中国第一场奥林匹克盛会 。 中国为了融入全世界的体育精神 ， 派出国字号的登山队登上珠峰 ， 在珠峰峰顶完成了史无前例的火炬传递 ， 南北坡交接以后 ， 奥运火炬在珠峰峰顶点燃 。
这是2008年5月8号圣火成功登上珠峰 。
2008年后 ， 我背着我的行囊也到了珠峰脚下 ， 发现5月份修的上山的路不到几个月时间已经被毁了 ， 说明它的环境变化非常强烈 。 而那时我们没有那么多人手修路 ， 所以就被阻断在5800米的道路上 ， 最后不得不遗憾地返回我们的大本营 。
这是最后撤回来时 ， 我再望一眼珠峰 ， 感觉这是非常遥远的距离 。
但是我又得到了一个机会 ， 我们乘着车从喜马拉雅山穿过 ， 到达它的南坡 。 我从南坡到达2000米以后 ， 经过6天徒步到达了5500米的高度 ， 在这个高度上我看到了珠峰的南坡 。
这张图片里是当时看到的珠峰 ， 这里的三座山峰里有一座是珠峰 。 哪一座是珠峰呢？
我在这里一直等到太阳落山的时候 ， 因为太阳落山时夕阳晒在山顶上是呈现金色的 ， 非常漂亮 。
落日最后一缕光能够照到的地方就是最高的地方 ， 这就是珠峰的峰顶 。 前面两座山离我们近一些 ， 所以视觉效果看起来它们会更高一些 ， 实际上最中间的山就是珠峰 ， 它是完整的三角形的形态 ， 非常壮美 。
南亚地区的雾霾会污染青藏高原？
从登山路上回到南坡 ， 回到南亚大陆的尼泊尔和印度 ， 回到城市 ， 我发现这个地区有很多污染 ， 也就是雾霾 。
其实南亚地区的雾霾程度也非常严重 ， 而我们非常关心这个地方的雾霾能不能翻过喜马拉雅山到达我们的高原 ， 毕竟现在我们的高原看起来非常洁净 。
上图下方是我拍到的尼泊尔首都加德满都 ， 背后应该是皑皑雪山 ， 但是因为雾霾什么也看不到 。 上面左图是雾霾的遥感图 ， 右边是拍摄的航片图 。 这个地区也有很大的雾霾 ， 这些雾霾会不会随着大气流动飘过喜马拉雅山呢？
2016年 ， 我们又进行了一次珠峰科考 。
这次我们带了更先进的设备 ， 一些在线仪器 。 包括集装箱里承载的很多设备 ， 可以用来观测PM2.5、PM10和其他一些污染物 。
我们在这里进行了三个月的连续监测 。 这个地方的海拔大概在4400米 ， 经过分析 ， 我们发现南坡的一些气流可以在48小时内经过高空级气流的传输穿过喜马拉雅山到达青藏高原内陆的很多地区 ， 也就是说南亚地区的污染物可以到达我们国家 。
这些山谷的北坡冰川多 ， 南坡冰川少 ， 这个地区盛行常年向下的风 ， 这种风可以把南坡的很多东西带到青藏高原的内部来 。
我临时想到一个知识点 ， 大家觉得鸟能不能飞过这座山？
在2010年左右 ， 科学界一个顶级期刊发布了一篇论文 ， 证明斑头雁可以在12~24小时内飞越这座山 ， 它可以巧妙地找到山谷里的气流协助它快速地飞过这座山 ， 这也让我们很好地认识这座山 ， 为我们在这个地区开展研究认识鸟类行为带来启发 。 （注：此处应为两篇论文 ， 一篇是2011年的《PNAS》 ， 一篇为2015年的《Science》 。 ）
鸟类可以飞越 ， 污染物也可以传输到青藏高原 ， 根据这些理解我们写了下图中这本书 ， 对这个地区的气候变化进行了评估 ， 而且也做出了很多科学的认识 。
攀登珠峰的意义
这是当时我乘飞机从西藏到尼泊尔经过喜马拉雅山时看到的盛景 。 因为工作需要 ， 我在这条航线上飞了十几次了 ， 每次看到它我就会回望一下我们登山的历史和研究的历史 。
回望历史 ， 攀登珠峰象征着什么？
从1953年第一次登上珠峰 ， 到2008年我们为了举行奥运会 ， 把火炬传递到珠峰上 ， 它象征着我们对人极限的超越和对自然的征服 。
永攀高峰 ， 它的成功可以定格在登上峰顶那一刻 ， 我们可以自豪地说我们征服了这座山 。
回望历史 ， 科学考察又经历了什么？
从1958年到1960年 ， 我们花了那么长的时间认识这个地区的天气情况 ， 并用来协助队员在1975年登山；到2005年 ， 我们再次对这个地区进行研究时 ， 知道这个地区的气候发生了变化；到2016年 ， 我们知道这个地区的污染物可以进入到高原 。
包括我在内 ， 科学家很少真正意义上能够踏足珠峰的峰顶 ， 但是科学的认知是没有边界和顶峰的 ， 我们在接近一个顶峰以后 ， 其实前面还有路 ， 还要再进行下一个攀登 。
2017年 ， 第二次青藏高原综合考察又启动了 ， 因为前几十年我们发现了大量的现象 ， 后来我们发现它是在变化的 ， 那么这些变化会有什么影响？
2017年 ， 国家的这项研究马上就要正式启动 ， 科考队员2000多人 ， 分五年时间在5个大区和19个关键区进行全面考察 。
第二次青藏高原综合科学考察研究的区划
相信以后大家有机会的话 ， 也可以通过我们设置的一些项目到科考队员的身边 ， 进入到青藏高原 ， 来感受这个地方的变化和它的自然风貌 。
我想说的是：我们应该把勇攀高峰的精神贯穿到我们永不停止的探索中 。
珠峰是有高度的 ， 但是对于科学、对于自身完善的认识是峰高无限 ， 探索不止 ， 我们需要永远地攀登高峰 。
【爬山|登顶！珠峰高了还是矮了？60年珠峰“测高史”】
【爬山|登顶！珠峰高了还是矮了？60年珠峰“测高史”】“格致论道” ， 原称“SELF格致论道” ， 是中国科学院全力推出的科学文化讲坛 ， 由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院科学传播局联合主办 ， 中国科普博览承办 。 致力于非凡思想的跨界传播 ， 旨在以“格物致知”的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展 。 获取更多信息 。 本文出品自“格致论道讲坛”公众号（SELFtalks） ， 转载请注明公众号出处 ， 未经授权不得转载 。
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