Experter förklarar: Hur man mäter ett berg

I en ny mätning har Kina och Nepal meddelat att Mount Everest är 86 cm högre än de 8 848 m som hittills accepterats globalt. Hur beräknades den ursprungliga höjden av Survey of India? Vad betyder revideringen? Två av de högsta tjänstemännen vid Survey of India förklarar i en intervju till The Indian Express.

En fågel flyger med Mount Everest sett i bakgrunden från Namche Bajar, Solukhumbu-distriktet, Nepal. (AP/PTI-bild)

För det första, hur mäts höjden på ett berg?

Grundprincipen som användes tidigare är mycket enkel och använder endast trigonometri som de flesta av oss känner till eller åtminstone kan komma ihåg. Det finns tre sidor och tre vinklar i vilken triangel som helst. Om vi ​​känner till tre av dessa kvantiteter, förutsatt att en av dem är en sida, kan alla andra beräknas. I en rätvinklig triangel är en av vinklarna redan känd, så om vi känner till någon annan vinkel och en av sidorna kan de andra hittas. Denna princip kan användas för att mäta höjden på alla föremål som inte erbjuder bekvämligheten att tappa ett måttband från topp till botten, eller om du inte kan klättra till toppen för att använda sofistikerade instrument.

Mätning med vinklar: När direkt mätning av höjden inte är möjlig, tillgriper en lantmätare trigonometri

Låt oss säga att vi måste mäta höjden på en stolpe eller en byggnad. Vi kan markera vilken godtycklig punkt som helst på marken en bit från byggnaden. Detta kan vara vår observationspunkt. Vi behöver nu två saker - byggnadens avstånd från observationspunkten och höjdvinkeln som byggnadens topp gör med observationspunkten på marken. Avståndet är inte svårt att få. Höjdvinkeln är den vinkel som en tänkt linje skulle göra om den förenade observationspunkten på marken till toppen av byggnaden. Det finns enkla instrument med hjälp av vilka denna vinkel kan mätas.

Så om avståndet från observationspunkten till byggnaden är d och höjdvinkeln är E, så skulle byggnadens höjd vara d × tan(E).

Generallöjtnant Girish Kumar är Indiens lantmätare, och Nitin Joshi är biträdande lantmätare i Indien. Survey of Indias ansvar är att utarbeta auktoritativa kartor och dess arbete innebär att utföra omfattande markundersökningar och kartlägga topografiska särdrag. Med början 1952 genomförde Survey of India en övning för att mäta höjden på Mount Everest (då känt som Peak XV). Den övningen mäter höjden på 8 848 m (29 028 fot), vilket förblev den globalt accepterade standarden fram till nu.

Kan det vara så enkelt att mäta ett berg?

Principen är densamma, och i slutändan använder vi samma metod, men det finns några komplikationer. Det största problemet är att även om du känner till toppen är bergets bas inte känd. Frågan är från vilken yta man mäter höjden. I allmänhet mäts höjderna av praktiska skäl över medelhavsnivån (MSL). Dessutom måste vi hitta avståndet till berget. Det verkar lätt idag, men det fanns inga GPS- eller satellitbilder på 1950-talet. Så, hur hittar man avståndet till ett berg där man inte kan gå fysiskt? Fram till dess hade ingen ens klättrat upp på Mount Everest.

Vi kan komma runt detta problem genom att mäta höjdvinklarna från två olika observationspunkter i samma synvinkel. Avstånden mellan dessa olika observationspunkter kan mätas. Vi kommer nu att ha att göra med två olika trianglar, men med en gemensam arm, och två olika höjdvinklar. Återigen, genom att följa enkla regler för gymnasietrigonometri, kan höjden på berget beräknas, ganska exakt. Det är faktiskt så här vi brukade göra det innan GPS, satelliter och andra moderna tekniker kom.

Hur exakt är detta?

För små kullar och berg, vars topp kan observeras på relativt nära avstånd, kan detta ge ganska exakta mätningar. Men för Mount Everest och andra höga berg finns det några andra komplikationer.

Dessa uppstår återigen från det faktum att vi inte vet var basen av berget är. Med andra ord, exakt var möter berget en plan markyta. Eller, om observationspunkten och basen av berget på samma horisontella nivå.

Jordens yta är inte jämn överallt. På grund av detta mäter vi höjder från medelhavsnivån. Detta görs genom en noggrann process som kallas högprecisionsutjämning. Med utgångspunkt från kusten beräknar vi steg för steg höjdskillnaden med hjälp av speciella instrument. Det är så vi vet höjden på vilken stad som helst från medelhavsnivån.

Men det finns ytterligare ett problem att kämpa med - gravitationen. Tyngdkraften är olika på olika ställen. Vad det innebär att ens havsnivån inte kan anses vara enhetlig på alla platser. I fallet med Mount Everest, till exempel, skulle koncentrationen av en så enorm massa innebära att havsnivån skulle dras uppåt på grund av gravitationen. Så den lokala gravitationen mäts också för att beräkna den lokala havsnivån. Nuförtiden finns sofistikerade bärbara gravitometrar som kan bäras även till bergstoppar.

Men utjämningen kan inte utökas till höga toppar. Så vi måste falla tillbaka på samma trianguleringsteknik för att mäta höjderna. Men det finns ett annat problem. Luftens densitet minskar när vi går högre. Denna variation i luftdensitet orsakar böjning av ljusstrålar, ett fenomen som kallas refraktion. På grund av skillnaden i höjder mellan observationspunkten och bergstoppen, resulterar brytning i ett fel vid mätning av den vertikala vinkeln. Detta måste rättas till. Att uppskatta refraktionskorrektionen är en utmaning i sig. Följ Express Explained på Telegram

På det här fotot den 27 maj 2020 beger sig medlemmar av ett kinesiskt lantmäteriteam mot toppen av Mount Everest, även känt som Mt. Qomolangma. (AP/PTI-bild)

Erbjuder inte tekniken enklare lösningar?

Nuförtiden används GPS i stor utsträckning för att bestämma koordinater och höjder, även för berg. Men GPS ger exakta koordinater för toppen av ett berg i förhållande till en ellipsoid som är en imaginär yta matematiskt modellerad för att representera jorden. Denna yta skiljer sig från medelhavsnivån. På liknande sätt kan flygplan som är utrustade med laserstrålar (LiDAR) också användas för att få koordinaterna.

Denzel Washington nettovärde

Men dessa metoder, inklusive GPS, tar inte hänsyn till gravitationen. Så informationen som erhålls genom GPS eller laserstrålar matas sedan in i en annan modell som tar hänsyn till gravitationen för att göra beräkningen komplett.

Med tanke på att under 1952-1954, när varken GPS- och satellittekniker fanns tillgängliga eller de sofistikerade gravimetrarna, var uppgiften att bestämma höjden på Mount Everest inte lätt.

Nepal och Kina har sagt att de har uppmätt Mount Everest till att vara 86 cm högre än de 8 848 m som det var känt att vara. Vad skulle det betyda?

Mätningen på 8 848 meter (eller 29 028 fot) gjordes av Survey of India 1954 och den har varit globalt accepterad sedan dess. Mätningen utfördes på den tiden då det inte fanns GPS eller andra moderna sofistikerade instrument. Detta visar hur exakta de var även under den tiden.

Under de senaste åren har flera försök gjorts att mäta om Everest, och några av dem har gett resultat som varierar från den accepterade höjden med några fot. Men dessa har förklarats i termer av geologiska processer som kan förändra Everests höjd. Noggrannheten i 1954 års resultat har aldrig ifrågasatts.

De flesta forskare tror nu att Mount Everests höjd ökar i mycket långsam takt. Detta beror på den nordliga rörelsen av den indiska tektoniska plattan som trycker upp ytan. Det är just denna rörelse som skapade de stora Himalaya-bergen i första hand. Det är samma process som gör denna region utsatt för jordbävningar. En stor jordbävning, som den som inträffade i Nepal 2015, kan förändra bergens höjder. Sådana händelser har hänt tidigare. I själva verket var det denna jordbävning som föranledde beslutet att mäta om Everest för att se om det hade skett någon påverkan.

En höjning på 86 cm skulle inte vara förvånande. Det är mycket möjligt att höjden har ökat under alla dessa år. Men samtidigt är 86 cm i en höjd av 8 848 meter en mycket liten längd. De detaljerade resultaten av de nepalesiska och kinesiska ansträngningarna att mäta Everest ska fortfarande publiceras i en tidskrift. Den verkliga betydelsen av denna mätning skulle bli uppenbar först efter det.

Dela Med Dina Vänner: