Odborníci vysvetľujú: Ako merať horu

V novom meraní Čína a Nepál oznámili, že Mount Everest je o 86 cm vyšší ako doteraz celosvetovo akceptovaných 8 848 m. Ako vypočítal Survey of India pôvodnú výšku? Čo znamená revízia? Dvaja z najvyšších predstaviteľov Survey of India vysvetľujú v rozhovore pre The Indian Express.

Vták letí s Mount Everestom v pozadí z Namche Bajar, okres Solukhumbu, Nepál. (Fotografia AP/PTI)

Po prvé, ako sa meria výška akejkoľvek hory?

Základný princíp, ktorý bol použitý skôr, je veľmi jednoduchý a používa iba trigonometriu, ktorú väčšina z nás pozná alebo si ju aspoň pamätá. V akomkoľvek trojuholníku sú tri strany a tri uhly. Ak poznáme akékoľvek tri z týchto veličín, za predpokladu, že jedna z nich je strana, všetky ostatné sa dajú vypočítať. V pravouhlom trojuholníku je jeden z uhlov už známy, takže ak poznáme akýkoľvek iný uhol a jednu zo strán, ostatné sa dajú zistiť. Tento princíp je možné použiť na meranie výšky akéhokoľvek objektu, ktorý neponúka pohodlie padania meracej pásky zhora nadol, alebo ak nemôžete vyliezť na vrch, aby ste použili sofistikované nástroje.

Meranie s uhlami: Keď nie je možné priame meranie výšky, geodet sa uchýli k trigonometrii

Povedzme, že musíme zmerať výšku stĺpa alebo budovy. Môžeme označiť ľubovoľný bod na zemi v určitej vzdialenosti od budovy. Toto môže byť bod nášho pozorovania. Teraz potrebujeme dve veci – vzdialenosť budovy od bodu pozorovania a uhol nadmorskej výšky, ktorý zviera vrch budovy s bodom pozorovania na zemi. Vzdialenosť nie je ťažké získať. Elevačný uhol je uhol, ktorý by zvierala imaginárna čiara, keby spájala bod pozorovania na zemi s vrcholom budovy. Existujú jednoduché prístroje, pomocou ktorých je možné tento uhol zmerať.

Ak je teda vzdialenosť od bodu pozorovania k budove d a uhol elevácie je E, potom by výška budovy bola d × tan(E).

Generálporučík Girish Kumar je generálnym prieskumníkom v Indii a Nitin Joshi je zástupcom generálneho prieskumníka pre Indický prieskum. Zodpovednosťou organizácie Survey of India je pripraviť autoritatívne mapy a jej práca zahŕňa vykonávanie rozsiahlych prieskumov pôdy a mapovanie topografických prvkov. Počnúc rokom 1952 Survey of India vykonal cvičenie na meranie výšky Mount Everestu (vtedy známeho ako Peak XV). Toto cvičenie meria výšku 8 848 m (29 028 stôp), čo zostalo doteraz celosvetovo akceptovaným štandardom.

Môže byť meranie hory také jednoduché?

Princíp je rovnaký a v konečnom dôsledku používame rovnakú metódu, ale je tu niekoľko komplikácií. Hlavným problémom je, že hoci poznáte vrchol, úpätie hory nepoznáte. Otázkou je, z akej plochy meriate výšku. Vo všeobecnosti sa pre praktické účely výšky merajú nad strednou hladinou mora (MSL). Okrem toho musíme nájsť vzdialenosť k hore. Dnes sa to zdá jednoduché, ale v 50. rokoch neexistovali žiadne GPS ani satelitné snímky. Ako teda nájsť vzdialenosť hory, kam nemôžete fyzicky ísť? Dovtedy nikto nevystúpil ani na Mount Everest.

Tento problém môžeme obísť meraním elevačných uhlov z dvoch rôznych pozorovacích bodov v rovnakej línii pohľadu. Je možné merať vzdialenosti medzi týmito rôznymi bodmi pozorovania. Teraz sa budeme zaoberať dvoma rôznymi trojuholníkmi, ale so spoločným ramenom a dvoma rôznymi uhlami výšky. Opäť platí, že podľa jednoduchých pravidiel stredoškolskej trigonometrie je možné pomerne presne vypočítať výšku hory. V skutočnosti sme to takto robili pred príchodom GPS, satelitov a iných moderných techník.

Aké presné je to?

Pre malé kopce a hory, ktorých vrchol možno pozorovať z relatívne malej vzdialenosti, to môže poskytnúť celkom presné merania. Pre Mount Everest a ďalšie vysoké hory však existujú ďalšie komplikácie.

Tie opäť vznikajú z toho, že nevieme, kde je úpätie hory. Inými slovami, kde presne sa hora stretáva s rovným povrchom zeme. Alebo, či je bod pozorovania a základňa hory na rovnakej horizontálnej úrovni.

Povrch Zeme nie je na každom mieste rovnomerný. Z tohto dôvodu meriame výšky od strednej hladiny mora. To sa deje pomocou starostlivého procesu nazývaného vysoko presné vyrovnávanie. Počnúc od pobrežia pomocou špeciálnych prístrojov krok za krokom vypočítame výškový rozdiel. Takto poznáme výšku akéhokoľvek mesta od strednej hladiny mora.

Ale je tu ešte jeden ďalší problém, s ktorým je potrebné bojovať – gravitácia. Gravitácia je na rôznych miestach odlišná. Čo to znamená, že ani hladina mora nemôže byť považovaná za jednotnú na všetkých miestach. Napríklad v prípade Mount Everestu by koncentrácia takej obrovskej hmoty znamenala, že by sa hladina mora vytiahla nahor vplyvom gravitácie. Na výpočet miestnej hladiny mora sa teda meria aj miestna gravitácia. V súčasnosti sú k dispozícii sofistikované prenosné gravitometre, ktoré možno preniesť aj na vrcholky hôr.

Ale vyrovnávanie sa nemôže rozšíriť na vysoké vrcholy. Takže sa musíme vrátiť k rovnakej triangulačnej technike na meranie výšok. Ale je tu ďalší problém. Hustota vzduchu sa znižuje, keď ideme vyššie. Táto zmena hustoty vzduchu spôsobuje ohýbanie svetelných lúčov, jav známy ako lom. V dôsledku rozdielu vo výškach pozorovacieho bodu a vrcholu hory má refrakcia za následok chybu pri meraní vertikálneho uhla. Toto treba napraviť. Odhad korekcie lomu je sám o sebe výzvou. Sledujte Express Explained na telegrame

Na tejto fotografii z 27. mája 2020 členovia čínskeho prieskumného tímu smerujú na vrchol Mount Everestu, ktorý je miestne známy aj ako Mt. Qomolangma. (Fotografia AP/PTI)

Neponúka technika jednoduchšie riešenia?

V súčasnosti sa GPS široko používa na určenie súradníc a výšok, dokonca aj hôr. GPS však poskytuje presné súradnice vrcholu hory vzhľadom na elipsoid, ktorý je imaginárnym povrchom matematicky modelovaným tak, aby predstavoval Zem. Tento povrch sa líši od strednej hladiny mora. Podobne možno na získanie súradníc použiť aj nadzemné lietadlá vybavené laserovými lúčmi (LiDAR).

Ale tieto metódy, vrátane GPS, neberú do úvahy gravitáciu. Takže informácie získané prostredníctvom GPS alebo laserových lúčov sa potom vložia do iného modelu, ktorý zohľadňuje gravitáciu, aby bol výpočet úplný.

Vzhľadom na to, že v rokoch 1952-1954, keď neboli dostupné ani GPS a satelitné techniky, ani sofistikované gravimetre, nebola úloha určiť výšku Mount Everestu jednoduchá.

Nepál a Čína uviedli, že namerali Mount Everest o 86 cm vyšší ako doteraz známych 8 848 m. čo by to znamenalo?

Meranie 8 848 metrov (alebo 29 028 stôp) vykonal prieskum Indie v roku 1954 a odvtedy je celosvetovo akceptovaný. Meranie prebiehalo v časoch, keď ešte neexistovalo GPS ani iné moderné sofistikované prístroje. To ukazuje, aké presné boli aj v tom čase.

V posledných rokoch sa uskutočnilo niekoľko pokusov o premeranie Everestu a niektoré z nich priniesli výsledky, ktoré sa od akceptovanej výšky líšili o niekoľko stôp. Ale to bolo vysvetlené z hľadiska geologických procesov, ktoré by mohli meniť výšku Everestu. Presnosť výsledku z roku 1954 nebola nikdy spochybnená.

Väčšina vedcov sa teraz domnieva, že výška Mount Everestu sa zvyšuje veľmi pomaly. Je to kvôli severnému pohybu indickej tektonickej dosky, ktorý tlačí povrch nahor. Práve toto hnutie v prvom rade vytvorilo veľké himalájske hory. Je to rovnaký proces, ktorý spôsobuje, že táto oblasť je náchylná na zemetrasenia. Veľké zemetrasenie, ako to, ktoré sa stalo v Nepále v roku 2015, môže zmeniť výšku hôr. Takéto udalosti sa stali aj v minulosti. V skutočnosti to bolo zemetrasenie, ktoré podnietilo rozhodnutie premerať Everest, aby sa zistilo, či tam bol nejaký vplyv.

Nárast o 86 cm by nebol prekvapivý. Je veľmi možné, že výška sa za všetky tie roky zvýšila. Ale zároveň 86 cm vo výške 8 848 metrov je veľmi malá dĺžka. Podrobné výsledky nepálskych a čínskych snáh o meranie Everestu budú ešte publikované v časopise. Skutočný význam tohto merania sa ukáže až potom.

Zdieľajte So Svojimi Priateľmi: