Sérfræðingar útskýra: Hvernig á að mæla fjall

Í nýrri mælingu hafa Kína og Nepal tilkynnt að Everest-fjall sé 86 cm hærra en þeir 8.848 m sem hafa verið samþykktir á heimsvísu hingað til. Hvernig var upprunalega hæðin reiknuð út af Survey of India? Hvað þýðir endurskoðunin? Tveir af æðstu embættismönnum Survey of India útskýra í viðtali við The Indian Express.

Fugl flýgur með Everest-fjalli í bakgrunni frá Namche Bajar, Solukhumbu hverfi, Nepal. (AP/PTI mynd)

Í fyrsta lagi, hvernig er hæð fjalls mæld?

Grunnreglan sem var notuð áðan er mjög einföld og notar aðeins hornafræði sem flest okkar þekkjum eða að minnsta kosti muna. Það eru þrjár hliðar og þrjú horn í hvaða þríhyrningi sem er. Ef við þekkjum einhverjar þrjár af þessum stærðum, að því tilskildu að ein þeirra sé hlið, er hægt að reikna út allar hinar. Í rétthyrndum þríhyrningi er eitt af hornunum þegar þekkt, þannig að ef við þekkjum annað horn og eina af hliðunum er hægt að finna hin. Þessari meginreglu er hægt að nota til að mæla hæð hvers hluta sem ekki býður upp á þægindin að sleppa mælibandi ofan frá og niður, eða ef þú getur ekki klifrað upp á toppinn til að nota háþróuð hljóðfæri.

Mæling með hornum: Þegar bein hæðarmæling er ekki möguleg grípur mælingamaður til hornafræði

Segjum að við verðum að mæla hæð staurs eða byggingar. Við getum merkt hvaða handahófskennda punkt sem er á jörðu niðri í nokkurri fjarlægð frá byggingunni. Þetta getur verið athugunarpunktur okkar. Við þurfum núna tvennt - fjarlægð byggingarinnar frá athugunarstaðnum og hæðarhornið sem toppur byggingarinnar gerir við athugunarpunktinn á jörðu niðri. Fjarlægðin er ekki erfið að komast. Hæðarhornið er hornið sem ímynduð lína myndi mynda ef hún væri að tengja athugunarpunktinn á jörðu niðri við toppinn á byggingunni. Það eru einföld tæki með hjálp sem hægt er að mæla þetta horn.

Þannig að ef fjarlægðin frá athugunarstaðnum að byggingunni er d og hæðarhornið er E, þá væri hæð byggingarinnar d × tan(E).

Lt Gen Girish Kumar er landmælingastjóri Indlands og Nitin Joshi er staðgengill landmælingastjóra, Survey of India. Ábyrgð könnunarinnar á Indlandi er að útbúa viðurkennd kort og felst starf hennar í því að framkvæma umfangsmiklar landmælingar og kortlagningu landfræðilegra eiginleika. Frá og með árinu 1952, gerði Survey of India æfingu til að mæla hæð Mount Everest (þá þekkt sem Peak XV). Sú æfing mælir hæðina 8.848 m (29.028 fet), sem var alþjóðlegt viðurkenndur staðall, þar til nú.

Getur það verið svona einfalt að mæla fjall?

Meginreglan er sú sama og að lokum notum við sömu aðferðina, en það eru nokkrir fylgikvillar. Helsta vandamálið er að þó þú þekkir toppinn þá er botn fjallsins ekki þekktur. Spurningin er frá hvaða yfirborði þú ert að mæla hæðina. Almennt, í hagnýtum tilgangi, eru hæðirnar mældar yfir meðalsjávarmáli (MSL). Þar að auki þurfum við að finna fjarlægðina til fjallsins. Það virðist auðvelt í dag, en það voru engar GPS- eða gervihnattamyndir á fimmta áratugnum. Svo, hvernig á að finna fjarlægð fjalls þar sem þú getur ekki farið líkamlega? Fram að þeim tíma hafði enginn einu sinni klifið Everestfjall.

Við getum komist í kringum þetta vandamál með því að mæla hæðarhornin frá tveimur mismunandi athugunarstöðum í sömu sjónarhorni. Hægt er að mæla fjarlægðir milli þessara mismunandi athugana. Við munum nú fjalla um tvo mismunandi þríhyrninga, en með sameiginlegan arm og tvö mismunandi hæðarhorn. Aftur, með því að fylgja einföldum reglum um hornafræði framhaldsskóla er hægt að reikna hæð fjallsins, nokkuð nákvæmlega. Reyndar var þetta hvernig við gerðum það áður en GPS, gervitungl og önnur nútímatækni kom til sögunnar.

Hversu nákvæmt er þetta?

Fyrir litlar hæðir og fjöll, þar sem hægt er að fylgjast með toppi þeirra í tiltölulega stuttri fjarlægð, getur þetta gefið nokkuð nákvæmar mælingar. En fyrir Mount Everest og önnur há fjöll, það eru nokkrar aðrar fylgikvillar.

Þetta stafar aftur af því að við vitum ekki hvar undirstaða fjallsins er. Með öðrum orðum, hvar nákvæmlega mætir fjallið sléttu yfirborði jarðar. Eða hvort athugunarpunkturinn og botn fjallsins á sama lárétta stigi.

Yfirborð jarðar er ekki jafnt á hverjum stað. Vegna þessa mælum við hæðir frá meðalsjávarborði. Þetta er gert í gegnum vandað ferli sem kallast hárnákvæmni jöfnun. Frá strandlengjunni reiknum við skref fyrir skref hæðarmuninn með sérstökum tækjum. Þannig þekkjum við hæð hvaða borgar sem er út frá meðal sjávarmáli.

En það er eitt vandamál til viðbótar sem þarf að glíma við - þyngdarafl. Þyngdarafl er mismunandi á mismunandi stöðum. Hvað þýðir það að jafnvel sjávarborð getur ekki talist einsleitt á öllum stöðum. Í tilviki Everest-fjalls, til dæmis, myndi styrkur svo risastórs massa þýða að yfirborð sjávar myndi dragast upp vegna þyngdaraflsins. Svo, staðbundin þyngdarafl er einnig mæld til að reikna staðbundið sjávarborð. Nú á dögum eru fáanlegir háþróaðir flytjanlegir þyngdarmælar sem hægt er að bera jafnvel upp á fjallstinda.

En ekki er hægt að lengja efnistökuna upp á háa tinda. Þannig að við verðum að falla aftur á sömu þríhyrningstækni til að mæla hæðirnar. En það er annað vandamál. Þéttleiki lofts minnkar eftir því sem við förum hærra. Þessi breytileiki í loftþéttleika veldur beygingu ljósgeisla, fyrirbæri sem kallast ljósbrot. Vegna hæðarmunar athugunarpunktsins og fjallstindsins veldur ljósbrotsvillu við mælingu á lóðrétta horninu. Þetta þarf að leiðrétta. Að meta ljósbrotsleiðréttinguna er áskorun í sjálfu sér. Fylgdu Express Explained á Telegram

Á þessari mynd 27. maí 2020 stefna meðlimir kínversks landmælingahóps á tind Everest-fjalls, einnig þekktur á staðnum sem fjallið Qomolangma. (AP/PTI mynd)

Býður tæknin ekki upp á auðveldari lausnir?

Þessa dagana er GPS mikið notað til að ákvarða hnit og hæð, jafnvel á fjöllum. En GPS gefur nákvæm hnit á toppi fjalls miðað við sporbaug sem er ímyndað yfirborð sem er stærðfræðilega líkan til að tákna jörðina. Þetta yfirborð er frábrugðið meðalsjávarborði. Á sama hátt er einnig hægt að nota loftflugvélar búnar leysigeislum (LiDAR) til að fá hnitin.

En þessar aðferðir, þar á meðal GPS, taka ekki tillit til þyngdaraflsins. Þannig að upplýsingarnar sem fást með GPS eða leysigeislum eru síðan færðar inn í annað líkan sem gerir grein fyrir þyngdaraflinu til að gera útreikninginn fullkominn.

Þegar haft er í huga að á árunum 1952-1954, þegar hvorki GPS og gervihnattatækni var tiltæk né háþróaðir þyngdarmælar, var verkefnið að ákvarða hæð Everestfjalls ekki auðvelt.

Nepal og Kína hafa sagt að þeir hafi mælt Everest 86 cm hærra en þeir 8.848 m sem vitað var að það væri. Hvað myndi það þýða?

8.848 metra (eða 29.028 feta) mælingin var gerð af Survey of India árið 1954 og hefur verið viðurkennt um allan heim síðan þá. Mælingin var framkvæmd á þeim tímum þegar ekki var til GPS eða önnur nútíma háþróuð tæki. Þetta sýnir hversu nákvæmar þær voru jafnvel á þeim tíma.

Á undanförnum árum hafa nokkrar tilraunir verið gerðar til að endurmæla Everest og sumar þeirra hafa skilað niðurstöðum sem eru breytilegar frá viðurkenndri hæð um nokkra fet. En þetta hefur verið útskýrt með tilliti til jarðfræðilegra ferla sem gætu verið að breyta hæð Everest. Nákvæmni niðurstöðunnar frá 1954 hefur aldrei verið efast um.

Flestir vísindamenn telja nú að hæð Everest fjalls aukist mjög hægt. Þetta er vegna norðurs hreyfingar indverska jarðvegsflekans sem ýtir yfirborðinu upp. Það er einmitt þessi hreyfing sem skapaði hin miklu Himalajafjöll í fyrsta lagi. Það er þetta sama ferli sem gerir þetta svæði viðkvæmt fyrir jarðskjálftum. Stór jarðskjálfti, eins og sá sem varð í Nepal árið 2015, getur breytt hæðum fjalla. Slíkir atburðir hafa gerst áður. Raunar var það þessi jarðskjálfti sem varð til þess að ákveðið var að endurmæla Everest til að sjá hvort einhver áhrif hefðu orðið.

86 cm hækkun kæmi ekki á óvart. Það má vel vera að hæðin hafi aukist öll þessi ár. En á sama tíma er 86 cm í 8.848 metra hæð mjög lítil lengd. Enn á eftir að birta nákvæmar niðurstöður tilrauna Nepala og Kínverja við að mæla Everest í tímariti. Raunveruleg þýðing þessarar mælingar myndi koma í ljós fyrst eftir það.

Deildu Með Vinum Þínum: