Der Everest, den wir in diesen Jahren gemeinsam bestiegen haben

Am 25. Mai 1960 brachte das chinesische Bergsteigerteam eine rote Fünf-Sterne-Flagge auf den Gipfel des Mount Everest und schaffte damit die erste menschliche Besteigung des Mount Everest vom Nordhang aus. Am 4. Mai 2022 bestiegen 13 Mitglieder des wissenschaftlichen Expeditionsteams Mount Everest erfolgreich den Gipfel des Mount Everest. Dies ist das erste Mal, dass die wissenschaftliche Mount Everest-Expedition meines Landes eine Höhe von 8.000 Metern überschritten hat, was in der Geschichte der wissenschaftlichen Erkundung und Forschung auf dem Qinghai-Tibet-Plateau von epochaler Bedeutung ist.

62 Jahre lang haben wir diesen Gipfel immer wieder bestiegen, in der Hoffnung, seine Geheimnisse zu ergründen. Dabei haben wir die Höhenmessungen des Mount Everest ständig aktualisiert und erfolgreich die höchste automatische Wetterstation der Welt errichtet. Die raue Umgebung und unerwartete Gefahren machen jeden Aufstieg zu einem Glücksspiel.

Wie haben wir in diesen Jahren die Höhe des Mount Everest gemessen, um das genaueste Ergebnis zu erhalten? Welche Schwierigkeiten muss das wissenschaftliche Expeditionsteam überwinden, wenn es die 8.000-Meter-Marke durchbricht?

Teil 1

Wie misst man die Höhe des Mount Everest?

Wir wissen, dass die Höhe eines Berges seine Höhe ist, also der Höhenunterschied zwischen dem Meeresspiegel und dem Gipfel des Berges. Eine präzisere oder professionellere Bezeichnung ist die normale Höhe des Berges.

Da die Erde eine Kugel ist, können wir den relativen Höhenunterschied zwischen dem Meeresspiegel und einem Berggipfel nicht wirklich messen. Stattdessen können wir die Entfernung von einer äquivalenten Ebene – einem Quasi-Geoid mit derselben Gravitationskonstante – zum Gipfel des Berges in Richtung der Lotlinie messen. Der Grund, warum wir das Quasi-Geoid verwenden, liegt darin, dass es schwierig ist, durch Messung eine Oberfläche mit genau derselben Gravitationskonstante zu finden. Wir können nur eine Näherungsebene verwenden, die für die messtechnische Umsetzung von Bedeutung ist.

Schematische Darstellungen der verschiedenen Erdoberflächen, die häufig in der Vermessung und Kartierung verwendet werden (Bildquelle: vom Autor selbst erstellt)

Daher wird zur Vermessung des Mount Everest die „Beobachtungsmethode“ verwendet. Das ist richtig, „Beobachten“ ist wissenschaftlicher als Triangulation bekannt, d. h. die Beobachtung des gemessenen Punkts von zwei Standorten gleichzeitig. Sie müssen nur den Abstand zwischen den Beobachtungspunkten und die Winkel messen, in denen die beiden Beobachtungspunkte den gemessenen Punkt beobachten, um die Position des gemessenen Punkts zu erhalten. Wenn Sie die dreidimensionale räumliche Position des gemessenen Punkts kennen müssen, müssen Sie nur einen Beobachtungspunkt hinzufügen. Durch das Hinzufügen von Beobachtungspunkten und Anpassen der Beobachtungsergebnisse kann die Beobachtungsgenauigkeit verbessert werden.

Von 1966 bis 1968 führten die Chinesen unter der Leitung der Chinesischen Akademie der Wissenschaften eine groß angelegte, umfassende wissenschaftliche Untersuchung des Mount Everest und seiner Umgebung durch. Sie bildeten 1966 und 1968 zwei Teams. Sie errichteten nicht nur ein hochrangiges und qualitativ hochwertiges Messkontrollnetz im Gebiet des Mount Everest, sondern verfügten auch über mehr Messstationen näher am Mount Everest. Sie führten außerdem Triangulations-, Nivellierungs-, Astronomie-, Schwerkraft-, physikalische Entfernungsmessungs-, Brechungstests und andere Messarbeiten durch und trafen umfassende Vorbereitungen für die anschließende Korrektur und Anpassung der Daten.

Der Umfang des Aufbaus dieses Kontrollnetzes übertraf die bisherigen Bauspezifikationen Indiens. Die endgültige berechnete Höhe des Mount Everest betrug 8849,75 m (ohne Berücksichtigung der Schneedicke auf dem Gipfel), mit einem maximalen Unterschied von 3,01 m.

1975 vermaß China erneut den Mount Everest. Neben der weiteren Verstärkung und Verbesserung des Kontrollnetzes wurde erstmals mit Hilfe von Bergsteigern ein 3,51 Meter großes rotes Messsignal aus Metall auf dem Gipfel des Mount Everest errichtet. Auch die Schneehöhe auf dem Gipfel wurde gemessen. Dies war eine Pionierleistung und ein Durchbruch in der Geschichte der Höhenmessung des Mount Everest.

Ein Gruppenfoto des Vermessungs- und Kartierungsteams, als sie 1975 den Gipfel erreichten (Fotoquelle: National Bureau of Surveying and Mapping, bearbeitet vom Autor)

Das Endergebnis dieser Messung beträgt 8848,13 m (die Schneehöhe in der Gipfelmitte beträgt etwa 0,92 m), mit einem mittleren Fehler von ±0,35 m. Dieses Datenergebnis wurde bis 2005 verwendet, als China die Höhe der Felsoberfläche auf dem Gipfel des Mount Everest genau auf 8.844,43 Meter maß.

Am 22. Mai 2005 um 11:08 Uhr Pekinger Zeit erreichte ein chinesisches Bergsteigerteam erfolgreich den Gipfel des Mount Everest, des höchsten Berges der Welt. Neben dem Aufbau eines GPS-Kontrollnetzes führten sie auch gemeinsame Messungen am Gipfel und an der Beobachtungsstation durch und vermaßen mit Radardetektoren die Eis- und Schneedecke.

2005 Höhenmessroute des Mount Everest und gemeinsames GPS-Messnetz (Bildquelle: Referenz 3)

Dieses Mal verkündete China der Welt, dass die Höhe des Mount Everest 8844,43 m beträgt. Dies weicht deutlich von den vorherigen Zahlen ab, da es sich hierbei um die Nettohöhe ohne Hut handelt (ohne die Dicke von Eis und Schnee auf der Spitze des Gipfels). Bei der Messung der Höhe des Mount Everest im Jahr 2005 nutzten Mitglieder eines chinesischen Bergsteigerteams Radarerkennungstechnologie, um die Dicke der Eis- und Schneedecke auf dem Gipfel des Mount Everest zu bestimmen und so die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messung der Schneetiefe auf dem Gipfel zu verbessern.

Im Laufe der Zeit hat sich die Höhe des Mount Everest durch die Bewegung der geografischen Platten verändert. Um genauere Daten zu erhalten, hat das Mount Everest Elevation Measurement Project im Jahr 2020 die Höhe des Mount Everest neu gemessen.

Dank des hochpräzisen Kontrollnetzwerks, das wir im Gebiet des Mount Everest aufgebaut haben, sind die Vermessungs- und Kartierungsergebnisse Chinas aus dem Jahr 2005 zweifellos die genauesten unter den derzeit weltweit anerkannten Datensätzen.

Teil 2

Wie können Umweltrisiken überwunden werden?

Die Schwierigkeit, den Mount Everest zu besteigen, lässt sich wahrscheinlich mit diesem Gedicht von Du Fu beschreiben.

Der Wind ist stark und die Berge sind hoch, die Affen heulen traurig, die Vögel fliegen wegen des Sauerstoffmangels und des niedrigen Drucks zurück.

Es fällt endlos Eis und Schnee und es stehen endlose Aufgaben bevor.

Aufgrund des Einflusses des Gebirgseffekts und des Passeffekts auf den Winddruck ist der Wind auf hohen Bergen natürlich schneller. Die Oberflächenbedeckung ist in verschiedenen Höhenlagen am Südhang des Mount Everest unterschiedlich. Nach Sonnenaufgang bildet sich eine deutliche Konvektion. Die heiße Luft steigt den Hang entlang auf und beginnt sich in der Nähe der Gipfelhöhe zu Wolken zu kondensieren. Nachdem es den Gipfel überwunden hat, wird es vom starken Westwind nach Osten geweht. Dies ist die wunderschöne „Wolkenflagge“, die wir auf dem Foto sehen. Die Höhe der „Wolkenfahne“ hängt von der Geschwindigkeit des Windes ab, der über den Berggipfel weht. Je schneller die Geschwindigkeit, desto tiefer wird die „Wolkenfahne“ gedrückt.

Flaggenwolke auf dem Mount Everest (CC0)

Bei der uns bekannten Plateauhypoxie handelt es sich nicht um eine Verminderung des Sauerstoffanteils. Hypoxie ist nur ein oberflächliches Phänomen. Der durch die zunehmende Höhe verursachte geringere Luftdruck ist die Ursache des Problems. Der niedrige Druck in großen Höhen beeinträchtigt nicht nur die Mobilität der Menschen erheblich, sondern führt aufgrund des niedrigen Drucks auch zu unvollständigen Verbrennungen in Fahrzeugen wie Autos. Eine herkömmliche Wassertankkühlung kann nicht den gewünschten Effekt erzielen und stößt ab 5.600 Metern an starke Einschränkungen. Darüber hinaus schränken die niedrigen Temperaturen auch die Verwendung einiger Batterietypen ein, was beispielsweise hinsichtlich der Materialversorgung enorme Herausforderungen mit sich bringt.

Das Problem geht weit darüber hinaus. Die Oberflächenbedeckung der Landschaft ist einfach, die Mikrotopographie jedoch komplex. Die durch Mao Duns Aussage hervorgerufene Feldarbeitserfahrung ist eine Explosion des Schwierigkeitsindex. Aufgrund der extrem rauen Umgebung des Arbeitsbereichs ist das Verständnis für die Umgebung auch nach Jahren der Ansammlung nicht hoch. Aufgrund der Beschränkungen der Fernerkundungsmesstechnik war die für die Kartierung verwendete Basiskarte bisher das Ergebnis einer luftgestützten Fernerkundungsmessung und -anpassung im Maßstab 1:100.000. Der Maßstab war zu klein und viele Geländedetails konnten nicht wiedergegeben werden. Das Gebiet ist mit endlosem Eis und Schnee bedeckt und die Merkmale des Geländes unterscheiden sich kaum, aber die Möglichkeit einer Veränderung ist hoch. Es ist schwierig, sie sich visuell zu merken, und wir verlassen uns mehr auf die Positionierung des Handgeräts.

Das Wichtigste ist, dass es sich bei der wissenschaftlichen Expeditionsmission weit mehr als nur um einfaches Bergsteigen handelt. Verschiedenes Personal muss entsprechende wissenschaftliche Expeditionsaufgaben übernehmen. In der Geologie beispielsweise muss eine geologische Kartierung gemäß den festgelegten Routen durchgeführt werden, was das Sammeln verschiedener Proben einschließt. Beim Erfassungsprozess müssen nicht nur die Bedingungen des freiliegenden Grundgesteins an der Oberfläche berücksichtigt werden, sondern auch geologische Grenzen: Die üblicherweise verwendeten Verfolgungs- und Kreuzungsmethoden bestehen darin, entlang geologischer Grenzen zu verfolgen und zu kreuzen, um benachbarte geologische Grenzen zu finden. Aus diesem Grund müssen während des Explorationsprozesses Anpassungen auf Grundlage der Ergebnisse der vor Ort gefundenen Entdeckungen vorgenommen werden, was einen enormen Druck auf die Koordination des gesamten Arbeitsplans ausübt. All dies erfordert von den Außendienstmitarbeitern nicht nur eine sehr gute körperliche Begabung, sondern auch hervorragende Arbeitsfähigkeiten und praktische Erfahrung.

Der Prozess der Gipfelbezwingung und das Streben nach der Höhe des Mount Everest ist die Geschichte der menschlichen Entwicklung im Verständnis der Erde und der Natur, der Erprobung wissenschaftlicher und technologischer Ebenen und der Erforschung von Wissenschaft und Technologie. Es handelt sich dabei auch um einen Prozess, bei dem sich Menschen selbst herausfordern und technologische Grenzen durchbrechen. Seit Jahrzehnten erzählt „Climbing Mount Everest“ die heroische Geschichte der chinesischen Erforschung des Mount Everest, und die ständig aktualisierten Zahlen sind voll von den Strapazen und der Furchtlosigkeit der ersten Generation chinesischer Bergsteiger bei ihrer ersten Expedition zum Mount Everest.

Quellen:

1. Zhu Liang. Bestimmung der Höhe des Mount Everest[J]. Scientia Sinica Mathematica: Science in China, 1976, 19(1):74-84.

2. Chang Jiqing. Kurze Einführung in die bisherigen Höhenmessungen des Mount Everest[J]. Bulletin für Vermessung und Kartierung, 2005(10):2-6.

3. Chen Junyong, Pang Shangyi, Zhang Ji et al. Überlegungen zu den Ergebnissen der 35-jährigen Höhenmessung des Mount Everest durch mein Land [J]. Acta Geodaetica et Cartographica Sinica, 2001, 30(1):1-5.

4. ZHANG Chijun. Relative Probleme und Gedanken zur Höhenbestimmung von Qomolangma. GEOMATIK UND INFORMATIONSWISSENSCHAFT DER UNIVERSITÄT WUHAN, 2003, 28(6): 675-678.

5. Chen Junyong, Pang Shangyi, Zhang Ji, et al. Höhe der Schneeoberfläche auf dem Gipfel des Mount Everest und globale Erwärmung[J]. Fortschritte in den Geowissenschaften, 2001, 16(1):12-14.

6. Chijun Zhang. Bestimmung des Geoids und der Höhe des Mount Everest – und die Rolle des vertikalen Schweregradienten dabei [J]. Chinese Journal, 1997, 42(23):2543-2545.

7. Guo Chunxi[1], Wang Bin[1], Cheng Chuanlu[1], et al. Höhenmessung des Mount Everest[J]. Zeitschrift für Geowissenschaften und Umwelt, 2009(1).

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Jing Bo

Hersteller: Computer Network Information Center, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Der Artikel gibt nur die Ansichten des Autors wieder und repräsentiert nicht die Position der China Science Expo

Dieser Artikel wurde zuerst in der China Science Expo (kepubolan) veröffentlicht.

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