Eksperter forklarer: Hvordan måle et fjell

I en ny måling har Kina og Nepal annonsert Mount Everest er 86 cm høyere enn de 8 848 m som er akseptert globalt så langt. Hvordan ble den opprinnelige høyden beregnet av Survey of India? Hva betyr revisjonen? To av de øverste tjenestemennene i Survey of India forklarer i et intervju til The Indian Express.

En fugl flyr med Mount Everest sett i bakgrunnen fra Namche Bajar, Solukhumbu-distriktet, Nepal. (AP/PTI-bilde)

For det første, hvordan måles høyden på et fjell?

Grunnprinsippet som ble brukt tidligere er veldig enkelt, og bruker kun trigonometri som de fleste av oss er kjent med, eller i det minste kan huske. Det er tre sider og tre vinkler i en hvilken som helst trekant. Hvis vi kjenner hvilke som helst tre av disse mengdene, forutsatt at en av dem er en side, kan alle de andre beregnes. I en rettvinklet trekant er en av vinklene allerede kjent, så hvis vi kjenner en annen vinkel og en av sidene, kan de andre bli funnet ut. Dette prinsippet kan brukes for å måle høyden på ethvert objekt som ikke tilbyr bekvemmeligheten av å slippe et målebånd fra topp til bunn, eller hvis du ikke kan klatre til toppen for å bruke sofistikerte instrumenter.

Måling med vinkler: Når direkte måling av høyde ikke er mulig, tyr en landmåler til trigonometri

La oss si at vi må måle høyden på en stolpe eller en bygning. Vi kan markere et hvilket som helst vilkårlig punkt på bakken et stykke fra bygningen. Dette kan være vårt observasjonspunkt. Vi trenger nå to ting - avstanden til bygningen fra observasjonspunktet, og høydevinkelen som toppen av bygningen lager med observasjonspunktet på bakken. Avstanden er ikke vanskelig å få. Høydevinkelen er vinkelen som en tenkt linje ville laget hvis den ble forbundet med observasjonspunktet på bakken til toppen av bygningen. Det finnes enkle instrumenter ved hjelp av hvilke denne vinkelen kan måles.

Så hvis avstanden fra observasjonspunktet til bygningen er d og høydevinkelen er E, vil høyden på bygningen være d × tan(E).

Genlløytnant Girish Kumar er Indias landmåler, og Nitin Joshi er assisterende landmålergeneral, Survey of India. Ansvaret til Survey of India er å utarbeide autoritative kart, og arbeidet innebærer å utføre omfattende landundersøkelser og kartlegge topografiske trekk. Fra 1952 gjennomførte Survey of India en øvelse for å måle høyden på Mount Everest (den gang kjent som Peak XV). Den øvelsen måler høyden til 8 848 m (29 028 fot), som forble den globalt aksepterte standarden til nå.

Kan det være så enkelt å måle et fjell?

Prinsippet er det samme, og til syvende og sist bruker vi samme metode, men det er noen få komplikasjoner. Hovedproblemet er at selv om du kjenner toppen, er bunnen av fjellet ikke kjent. Spørsmålet er fra hvilken overflate du måler høyden. Generelt, for praktiske formål, måles høydene over gjennomsnittlig havnivå (MSL). Dessuten må vi finne avstanden til fjellet. Det virker enkelt i dag, men det fantes ingen GPS eller satellittbilder på 1950-tallet. Så, hvordan finne avstanden til et fjell der du ikke kan gå fysisk? Inntil den tid hadde ingen engang besteget Mount Everest.

Vi kan komme rundt dette problemet ved å måle høydevinklene fra to forskjellige observasjonspunkter i samme synslinje. Avstandene mellom disse ulike observasjonspunktene kan måles. Vi skal nå ha å gjøre med to forskjellige trekanter, men med en felles arm, og to forskjellige høydevinkler. Igjen, ved å følge enkle regler for trigonometri på videregående skoler, kan høyden på fjellet beregnes, ganske nøyaktig. Faktisk er det slik vi pleide å gjøre det før GPS, satellitter og andre moderne teknikker kom.

Hvor nøyaktig er dette?

For små bakker og fjell, hvis topp kan observeres på relativt nære avstander, kan dette gi ganske presise målinger. Men for Mount Everest og andre høye fjell er det noen andre komplikasjoner.

Disse oppstår igjen av at vi ikke vet hvor fjellfoten er. Med andre ord, nøyaktig hvor møter fjellet flat bakkeoverflate. Eller, om observasjonspunktet og bunnen av fjellet på samme horisontale nivå.

Jordens overflate er ikke jevn på alle steder. På grunn av dette måler vi høyder fra gjennomsnittlig havnivå. Dette gjøres gjennom en møysommelig prosess kalt høypresisjonsnivellering. Med utgangspunkt i kystlinjen beregner vi trinn for trinn høydeforskjellen ved hjelp av spesielle instrumenter. Dette er hvordan vi kjenner høyden til enhver by fra gjennomsnittlig havnivå.

Men det er ett ekstra problem å kjempe med - tyngdekraften. Tyngdekraften er forskjellig på forskjellige steder. Hva det betyr at selv havnivået ikke kan anses å være ensartet på alle steder. Når det gjelder Mount Everest, for eksempel, ville konsentrasjonen av en så enorm masse bety at havnivået ville bli trukket opp på grunn av tyngdekraften. Så den lokale gravitasjonen måles også for å beregne det lokale havnivået. I dag er sofistikerte bærbare gravitometre tilgjengelige som kan bæres selv til fjelltopper.

Men utjevningen kan ikke utvides til høye topper. Så vi må falle tilbake på den samme trianguleringsteknikken for å måle høydene. Men det er et annet problem. Lufttettheten reduseres etter hvert som vi går høyere. Denne variasjonen i lufttetthet forårsaker bøyning av lysstråler, et fenomen kjent som refraksjon. På grunn av høydeforskjellen til observasjonspunktet og fjelltoppen, resulterer brytning i en feil ved måling av vertikal vinkel. Dette må rettes opp. Å estimere refraksjonskorreksjonen er en utfordring i seg selv. Følg Express Explained på Telegram

På dette 27. mai 2020-bildet drar medlemmer av et kinesisk landmålingsteam mot toppen av Mount Everest, også kjent lokalt som Mt. Qomolangma. (AP/PTI-bilde)

Tilbyr ikke teknologi enklere løsninger?

I disse dager er GPS mye brukt for å bestemme koordinater og høyder, selv for fjell. Men GPS gir nøyaktige koordinater for toppen av et fjell i forhold til en ellipsoide som er en tenkt overflate matematisk modellert for å representere Jorden. Denne overflaten er forskjellig fra gjennomsnittlig havnivå. På samme måte kan overliggende flygende fly utstyrt med laserstråler (LiDAR) også brukes for å få koordinatene.

nettoverdi denzel washington

Men disse metodene, inkludert GPS, tar ikke hensyn til tyngdekraften. Så informasjonen innhentet gjennom GPS eller laserstråler blir deretter matet inn i en annen modell som tar hensyn til tyngdekraften for å gjøre beregningen komplett.

Tatt i betraktning at i løpet av 1952-1954, da verken GPS- og satellittteknikker var tilgjengelige eller de sofistikerte gravimetrene, var oppgaven med å bestemme høyden på Mount Everest ikke lett.

Nepal og Kina har sagt at de har målt Mount Everest til å være 86 cm høyere enn de 8 848 m den var kjent for å være. Hva ville det bety?

Målingen på 8 848 meter (eller 29 028 fot) ble utført av Survey of India i 1954, og den har blitt akseptert globalt siden den gang. Målingen ble utført i tiden da det ikke fantes GPS eller andre moderne sofistikerte instrumenter. Dette viser hvor nøyaktige de var selv i løpet av den tiden.

De siste årene har det blitt gjort flere forsøk på å måle Everest på nytt, og noen av dem har gitt resultater som varierer fra den aksepterte høyden med noen få meter. Men disse har blitt forklart i form av geologiske prosesser som kan endre høyden på Everest. Nøyaktigheten av 1954-resultatet har aldri blitt stilt spørsmål ved.

De fleste forskere tror nå at høyden på Mount Everest øker i en veldig sakte hastighet. Dette er på grunn av bevegelsen nordover til den indiske tektoniske platen som presser overflaten opp. Det er nettopp denne bevegelsen som skapte de store Himalaya-fjellene i utgangspunktet. Det er den samme prosessen som gjør denne regionen utsatt for jordskjelv. Et stort jordskjelv, som det som skjedde i Nepal i 2015, kan endre høyden på fjellene. Slike hendelser har skjedd tidligere. Faktisk var det dette jordskjelvet som førte til beslutningen om å måle Everest på nytt for å se om det hadde vært noen innvirkning.

En stigning på 86 cm ville ikke være overraskende. Det er godt mulig at høyden har økt i alle disse årene. Men samtidig er 86 cm i en høyde på 8848 meter en veldig liten lengde. De detaljerte resultatene av den nepalesiske og kinesiske innsatsen for å måle Everest skal fortsatt publiseres i et tidsskrift. Den virkelige betydningen av denne målingen ville bli tydelig først etter det.

Del Med Vennene Dine: