Eksperti paskaidro: kā izmērīt kalnu
Jaunā mērījumā Ķīna un Nepāla ir paziņojušas, ka Everests ir par 86 cm garāks nekā līdz šim pasaulē pieņemtais 8848 metri. Kā Indijas apsekojumā tika aprēķināts sākotnējais augstums? Ko nozīmē pārskatīšana? Divas no Indijas aptaujas vecākajām amatpersonām skaidro intervijā laikrakstam The Indian Express.

Pirmkārt, kā tiek mērīts jebkura kalna augstums?
Iepriekš izmantotais pamatprincips ir ļoti vienkāršs un izmanto tikai trigonometriju, ko lielākā daļa no mums pazīst vai vismaz var atcerēties. Jebkurā trīsstūrī ir trīs malas un trīs leņķi. Ja mēs zinām kādus trīs no šiem lielumiem, ar nosacījumu, ka viens no tiem ir puse, var aprēķināt visus pārējos. Taisnleņķa trijstūrī viens no leņķiem jau ir zināms, tāpēc, ja zinām kādu citu leņķi un vienu no malām, var noskaidrot arī pārējos. Šo principu var izmantot jebkura objekta augstuma mērīšanai, kas nepiedāvā mērlentes nomešanu no augšas uz leju vai ja nevarat uzkāpt augšā, lai izmantotu sarežģītus instrumentus.

Teiksim, mums ir jāizmēra staba vai ēkas augstums. Mēs varam atzīmēt jebkuru patvaļīgu punktu uz zemes kādu attālumu no ēkas. Tas var būt mūsu novērošanas punkts. Tagad mums ir vajadzīgas divas lietas — ēkas attālums no novērošanas punkta un pacēluma leņķis, ko ēkas augšdaļa veido ar novērošanas punktu uz zemes. Attālumu nav grūti sasniegt. Pacēluma leņķis ir leņķis, ko veidotu iedomāta līnija, ja tā savienotu novērošanas punktu uz zemes ar ēkas augšpusi. Ir vienkārši instrumenti, ar kuru palīdzību var izmērīt šo leņķi.
Tātad, ja attālums no novērošanas punkta līdz ēkai ir d un pacēluma leņķis ir E, tad ēkas augstums būtu d × tan(E).
EkspertiĢenerālleitnants Girišs Kumars ir Indijas ģenerālinspektors, un Nitins Džoši ir Indijas ģeodēziskā inspektora vietnieks. Indijas izpētes uzdevums ir sagatavot autoritatīvus kartes, un tās darbs ietver plašu zemes apsekojumu veikšanu un topogrāfisko objektu kartēšanu. Sākot ar 1952. gadu, Survey of India veica vingrinājumu, lai izmērītu Everesta kalna (toreiz pazīstama kā virsotne XV) augstumu. Šis vingrinājums mēra 8848 m (29 028 pēdas) augstumu, kas līdz šim bija pasaulē pieņemts standarts.
Vai kalna mērīšana var būt tik vienkārša?
Princips ir vienāds, un galu galā mēs izmantojam to pašu metodi, taču ir daži sarežģījumi. Galvenā problēma ir tā, ka, lai gan jūs zināt virsotni, kalna pamatne nav zināma. Jautājums ir, no kuras virsmas jūs mēra augstumu. Parasti praktiskiem nolūkiem augstumus mēra virs vidējā jūras līmeņa (MSL). Turklāt mums ir jāatrod attālums līdz kalnam. Mūsdienās tas šķiet vienkārši, taču 50. gados nebija ne GPS, ne satelītattēlu. Tātad, kā atrast attālumu līdz kalnam, kur fiziski nevar tikt? Līdz tam laikam neviens nebija pat uzkāpis Everesta kalnā.
Mēs varam apiet šo problēmu, izmērot pacēluma leņķus no diviem dažādiem novērošanas punktiem vienā un tajā pašā skata līnijā. Attālumus starp šiem dažādajiem novērojumu punktiem var izmērīt. Tagad mēs strādāsim ar diviem dažādiem trijstūriem, bet ar kopīgu roku un diviem dažādiem pacēluma leņķiem. Atkal, ievērojot vienkāršus vidusskolas trigonometrijas noteikumus, kalna augstumu var aprēķināt diezgan precīzi. Faktiski šādi mēs to darījām pirms GPS, satelītu un citu modernu metožu parādīšanās.
Cik tas ir precīzi?
Nelieliem pakalniem un kalniem, kuru virsotne ir novērojama no salīdzinoši tuva attāluma, tas var dot diezgan precīzus mērījumus. Taču attiecībā uz Everestu un citiem augstiem kalniem ir daži citi sarežģījumi.
Tie atkal rodas no tā, ka mēs nezinām, kur atrodas kalna pamatne. Citiem vārdiem sakot, kur tieši kalns satiekas ar līdzenu zemes virsmu. Vai arī novērošanas punkts un kalna pamatne ir vienā horizontālā līmenī.
Zemes virsma nav vienmērīgi vienmērīga visās vietās. Tāpēc mēs mēra augstumus no vidējā jūras līmeņa. Tas tiek darīts, izmantojot rūpīgu procesu, ko sauc par augstas precizitātes izlīdzināšanu. Sākot no krasta līnijas, mēs soli pa solim aprēķinām augstuma starpību, izmantojot īpašus instrumentus. Tādā veidā mēs zinām jebkuras pilsētas augstumu no vidējā jūras līmeņa.
Bet ir vēl viena problēma, ar kuru jācīnās — gravitācija. Gravitācija dažādās vietās ir atšķirīga. Tas nozīmē, ka pat jūras līmeni nevar uzskatīt par vienmērīgu visās vietās. Piemēram, Everesta gadījumā tik milzīgas masas koncentrācija nozīmētu, ka jūras līmenis gravitācijas dēļ paceltos uz augšu. Tātad, lai aprēķinātu vietējo jūras līmeni, tiek mērīta arī vietējā gravitācija. Mūsdienās ir pieejami izsmalcināti portatīvie gravitometri, kurus var pārnēsāt pat kalnu virsotnēs.
Bet izlīdzināšanu nevar attiecināt uz augstām virsotnēm. Tāpēc mums ir jāatgriežas pie tās pašas triangulācijas tehnikas, lai izmērītu augstumus. Bet ir vēl viena problēma. Gaisa blīvums samazinās, ejot augstāk. Šīs gaisa blīvuma izmaiņas izraisa gaismas staru lieces, parādību, kas pazīstama kā refrakcija. Novērošanas punkta un kalna virsotnes augstuma atšķirības dēļ refrakcijas rezultātā rodas kļūda vertikālā leņķa mērīšanā. Tas ir jālabo. Refrakcijas korekcijas novērtēšana pati par sevi ir izaicinājums. Sekojiet Express Explained vietnē Telegram

Vai tehnoloģija nepiedāvā vieglākus risinājumus?
Mūsdienās GPS tiek plaši izmantots, lai noteiktu pat kalnu koordinātas un augstumus. Taču GPS sniedz precīzas kalna virsotnes koordinātas attiecībā pret elipsoīdu, kas ir iedomāta virsma, kas matemātiski modelēta, lai attēlotu Zemi. Šī virsma atšķiras no vidējā jūras līmeņa. Līdzīgi koordināšu iegūšanai var izmantot arī virs galvas lidojošas lidmašīnas, kas aprīkotas ar lāzera stariem (LiDAR).
dianna williams vecums
Taču šīs metodes, tostarp GPS, neņem vērā gravitāciju. Tādējādi ar GPS vai lāzera stariem iegūtā informācija tiek ievadīta citā modelī, kas ņem vērā gravitāciju, lai aprēķins būtu pabeigts.
Ņemot vērā, ka laikā no 1952. līdz 1954. gadam, kad nebija pieejamas ne GPS, ne satelītu tehnikas, ne sarežģītu gravimetri, Everesta augstuma noteikšana nebija viegls uzdevums.
| Kā Everests pacēlās par 3 pēdām augstāks, ko apstiprināja gan Nepāla, gan ĶīnaNepāla un Ķīna ir paziņojušas, ka ir izmērījušas Everesta augstumu par 86 cm augstāku nekā 8848 metriem, par kādu tas bija zināms. Ko tas nozīmētu?
8848 metru (jeb 29 028 pēdas) mērījumu veica Indijas apsekojums 1954. gadā, un kopš tā laika tas ir pieņemts visā pasaulē. Mērījums tika veikts laikos, kad nebija GPS vai citu modernu, sarežģītu instrumentu. Tas parāda, cik precīzi viņi bija pat tajā laikā.
Pēdējos gados ir veikti vairāki mēģinājumi atkārtoti izmērīt Everestu, un daži no tiem ir devuši rezultātus, kas atšķiras no pieņemtā augstuma par dažām pēdām. Bet tie ir izskaidroti ar ģeoloģiskiem procesiem, kas varētu mainīt Everesta augstumu. 1954. gada rezultāta precizitāte nekad nav apšaubīta.
Lielākā daļa zinātnieku tagad uzskata, ka Everesta augstums palielinās ļoti lēni. Tas ir saistīts ar Indijas tektoniskās plāksnes kustību uz ziemeļiem, kas virza virsmu uz augšu. Tieši šī kustība, pirmkārt, radīja lielos Himalaju kalnus. Tas ir tas pats process, kas padara šo reģionu pakļautu zemestrīcēm. Liela zemestrīce, piemēram, tā, kas notika Nepālā 2015. gadā, var mainīt kalnu augstumus. Tādi notikumi ir bijuši pagātnē. Faktiski tieši šī zemestrīce bija tā, kas pamudināja pieņemt lēmumu atkārtoti mērīt Everestu, lai noskaidrotu, vai tam ir bijusi ietekme.
86 cm pieaugums nebūtu pārsteidzošs. Ļoti iespējams, ka augums ir pieaudzis visos šajos gados. Bet tajā pašā laikā 86 cm 8848 metru augstumā ir ļoti mazs garums. Detalizēti rezultāti par nepāliešu un ķīniešu centieniem mērīt Everestu joprojām ir jāpublicē žurnālā. Šī mērījuma patiesā nozīme kļūs acīmredzama tikai pēc tam.
Dalieties Ar Draugiem: