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        海拔高度的测量

        2018-05-13 10:41  来源: 新华网

        永旺彩票 www.xyhengda.cn 为什么世界各地的海面不一样高? “水往低处流”等俗语都说明,只要是连通的静态水体,其水面应该一样高。

        海水在重力作用下也会水往低处流,构成一个海洋平面。实际上,地球上不同区域的海洋水面并不一样高,比如,大西洋不同海域的海面高度就不一样,这是为什么呢?

        地球不同地方的重力受到地球引力、离心力和固体潮三种因素的影响,相同的物体位于地球不同地方时,所受重力并不相同。假如精确称量一个物体,在低纬度称得的重量相比在高纬度称时略轻,这是因为离心力受纬度的影响。地壳密度不均匀也是影响重力的一个因素,因此不同构造的海洋底部对海水的吸引力会有不同。

        相邻海面不一样高,落差会导致海水的流动。巴拿马运河连接着北侧的大西洋与南侧的太平洋,但是大西洋海面比太平洋海面高了24厘米,运河上若没有闸门,两大洋的海面落差将导致运河水快速流动,船只在运河中航行就比较困难。

        科学家经常利用遥感卫星携带的雷达(无线电)高度计精确测定海面高度,进行海洋监测、环境研究,保证航海安全。另外,利用精确的海面高程数据,科学家还可以反过来推算海洋和地球的重力异常情况,进而判断和分析地球的内部构造、地球的板块运动等情况。

        海拔高度是以什么为水准面的?由平均海水面起算测量得到的地面点高程,称为海拔高度或绝对高程。平均海水面也称为大地水准面,它的一个特点是,该面上的任何位置,平均海水面都与重力的方向相垂直。然而,由于受到地球内部质量分布不均匀和地球自转等因素的影响,地球表面各点的重力方向并非都指向地球的球心,即各处的重力方向不同,这就使得平均海水面(大地水准面)不是一个标准的球面,而是形成了一个不规则的曲面。

        为满足各自的测量、建设和研究的需要,世界各国依据各自沿海的海面高度数据,确立了各自的平均海水面。中国将青岛验潮站从1952年起连续观测多年的黄海水面数据,确定为中国使用的平均海水面(大地水准面),以此作为中国高程的起算零点。中国测量工作中公布的各地海拔高度,均指由黄海平均海水面起算的高度。

        在经历了传统的模拟测绘和数字化测绘之后,我们进入了信息测绘时代。信息测绘与传统测绘的一个主要区别是:传统测绘表示信息是以二维地图平面为信息载体的,而信息化测绘和数字海洋建设需要全面实现三维可视化。因此,准确地确定高程起算点和测量各地的高程是不可或缺的基础工作。无论是确定陆地的高程,还是动态监测海洋,测量海面的高度都有重要的意义。

        珠穆朗玛峰“身高”怎么测量?珠穆朗玛峰(简称为珠峰)地处中国和尼泊尔的边界东段,是地球上的第一高峰。2005年,原国家测绘局测得珠峰峰顶岩石面海拔高程为8844.43米,精度为±0.21米。

        要精确测量珠峰的高程,面临的首要问题是海拔要从哪里算起。中国是以山东青岛验潮站的黄海平均海水面为海拔零点起算。测绘人员首先取得了西藏拉孜县相对山东青岛水准原点的精确高程。然后,测量队从拉孜县开始测量珠峰高程。前半程采用水准测量法,每隔几十米竖立一个标尺,通过水准仪测出高差,一站一站地将高差累加起来就可得出准确的高差数字。这样一直传递到珠峰脚下的6个测量点,就得到了精确的高程数据。

        2005年测量珠峰时,登山队员带上去一台专门测量冰雪层厚度的探地雷达,准确测量出了积雪层、冰层、冰与碎石混合层的厚度。

        实际观测中,重力和大气会对量取精确测量数值有干扰,因此测量珠峰的同时还要观测重力和气象情况,做多方面的改正计算,得到最优结果。实际上,2005年中国给珠峰测“身高”时还采用了重力、全球卫星定位等各类测量手段获取数据,经过一系列的复杂计算取得珠峰精确高程,包括峰顶岩石面的海拔高程,峰顶各冰雪层的厚度,这为今后科学监测珠峰高程的变化以及青藏高原地壳运动提供了准确科学的数据。

        本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创,转载时务请注明出处。

        作者: 李剑   [责任编辑: 李浩]
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