あの頃一緒に登ったエベレスト

1960年5月25日、中国の登山隊がエベレスト山頂に五つ星の赤い旗を持ち込み、北斜面からのエベレスト登頂は人類初となった。 2022年5月4日、エベレスト科学探検隊の13名がエベレスト山頂への登頂に成功しました。わが国のエベレスト科学探検隊が標高8,000メートルを超えたのは今回が初めてであり、青海・チベット高原の科学探検と研究の歴史において画期的な意義を有するものである。

62 年間、私たちはこの山の秘密を解明しようと何度もこの山頂に登り、エベレストの高さの測定値を常に更新し、世界最高峰の自動気象観測所の設置に成功しました。厳しい環境と予期せぬ危険により、登山はすべてギャンブルになります。

当時、最も正確な結果を得るために、エベレスト山の高さをどのように測定したのでしょうか?科学探検隊が標高8,000メートルを突破したとき、彼らはどんな困難を克服する必要があるのでしょうか?

パート1

エベレスト山の高さはどうやって測るのでしょうか？

山の標高は高度、つまり海面から山頂までの高さの差であることはご存じの通りです。より正確で専門的な用語は、山の通常の高さです。

地球は球体なので、海面から山頂までの相対的な高さの差を実際に測定することはできません。代わりに、同等の平面（同じ重力定数を持つ準ジオイド）から山頂まで、鉛直線の方向の距離を測定することができます。準ジオイドを使用する理由は、測定によってまったく同じ重力定数を持つ表面を見つけることが難しいためです。計測エンジニアリングの実装に意味のある近似平面のみを使用できます。

測量や地図作成でよく使われる地球のさまざまな表面の概略図（画像出典：著者自作）

そのため、エベレスト山の測定には「観察」という方法が用いられます。そうです、「観察する」というのは、科学的には三角測量、つまり測定点を 2 つの場所から同時に観察することを意味します。測定点の位置を取得するには、観測点間の距離と、2 つの観測点が測定点を観測する角度を測定するだけで済みます。測定点の 3 次元空間位置を知る必要がある場合は、観測点を 1 つ追加するだけで済みます。観測ポイントを追加し、観測結果を調整することで、観測精度を向上させることができます。

1966年から1968年にかけて、中国科学院の組織のもと、中国はエベレスト山とその周辺地域の大規模で包括的な科学調査を実施しました。彼らは 1966 年と 1968 年に 2 つのチームを結成しました。エベレスト地域に高水準かつ高品質の測定制御ネットワークを確立しただけでなく、エベレストに近い場所にも測定ステーションを増やしました。また、三角測量、水準測量、天文学、重力、物理的距離測定、屈折テストなどの測定作業も実施し、その後のデータ修正と調整に万全の準備を整えました。

この制御ネットワーク構築のレベルは、インドのこれまでの構築仕様を上回りました。最終的に計算されたエベレストの標高は 8849.75 メートル（山頂の積雪の厚さを考慮せず）で、最大差は 3.01 メートルでした。

1975年、中国は再びエベレスト山の標高を測定した。管制網のさらなる強化・改善に加え、登山家の協力を得て、エベレスト山頂に高さ3.51メートルの赤い金属製の測量標識を初めて設置した。山頂の積雪の深さも測定されました。これはエベレスト山の高さ測定の歴史において先駆的な取り組みであり、画期的な進歩でした。

1975 年に山頂に到達した測量・地図作成チームの集合写真 (写真提供: 米国測量地図作成局、著者編集)

この測定の最終結果は8848.13m（山頂中央の積雪深は約0.92m）で、平均誤差は±0.35mでした。このデータ結果は、中国がエベレスト山頂の岩面の標高を8,844.43メートルと正確に測定した2005年まで使用されていました。

2005年5月22日北京時間11時8分、中国の登山調査隊が世界最高峰のエベレスト山の登頂に成功した。 GPS管制網の構築に加え、山頂と観測所での共同計測やレーダー探知機による氷雪層の計測も実現した。

2005 年エベレスト山高度測定ルートと GPS 共同測定ネットワーク (画像出典: 参考文献 3)

今回、中国はエベレストの標高が8844.43メートルであると世界に発表したが、これは帽子をかぶらない純標高（山頂の氷と雪の厚さは除く）であるため、これまでの数字とは大きく異なる。 2005年にエベレストの高さを測定した際、中国の登山調査チームのメンバーはレーダー探知技術を使用してエベレスト山頂の氷と積雪の厚さを判定し、山頂の積雪深の測定精度と信頼性を向上させた。

時間の経過とともに、エベレスト山の標高は地理的プレートの動きとともに変化してきました。より正確なデータを得るために、エベレスト標高測定プロジェクトは2020年にエベレストの高さを再測定しました。

エベレスト地域に構築した高精度な制御ネットワークのおかげで、中国の2005年の測量と地図作成の結果は、現在世界で認められているいくつかのデータの中で間違いなく最も正確なものとなっています。

パート2

環境リスクを克服するには？

エベレスト登山の難しさは、おそらく杜甫のこの詩で表現できるでしょう。

風は強く、山は高く、猿は悲しげに遠吠えし、鳥は酸素不足と低気圧のために飛び去っています。

終わりのない氷と雪が降り、終わりのない課題がやって来ます。

風圧には山岳効果と峠効果の影響を受けるため、高い山では当然風速が速くなります。エベレスト山の南斜面では、高度によって表面被覆が異なります。日の出後には明らかな対流が発生します。熱い空気は斜面に沿って上昇し、山頂の高さ近くで雲に凝縮し始めます。山頂を超えた後は強い西風によって東へ吹き飛ばされます。これが写真に写っている美しい「雲旗」です。「雲旗」の高さは、山頂を通過する風の速度によって決まります。速度が速いほど、「クラウドフラグ」は下に押されます。

エベレスト山の旗雲 (CC0)

私たちがよく知っているプラトー低酸素症は、酸素の割合が減少することではありません。低酸素症は単なる表面的な現象です。高度の上昇による気圧の低下が問題の根本です。高高度の低気圧は、人の移動に大きな影響を及ぼすだけでなく、車などの乗り物では低気圧により不完全燃焼を引き起こします。従来の水槽冷凍では期待する効果が得られず、5,600メートルを超えると大幅に制限されます。さらに、低温により一部の種類の電池の使用が制限され、材料供給などの面で大きな課題が生じます。

問題はこれだけではありません。表面被覆地形は単純ですが、微地形は複雑です。茅盾の発言によってもたらされた現場実務経験は、難易度指数の爆発である。作業現場の環境が極めて過酷なため、長年の蓄積を経ても環境に対する理解は高くありません。これまでは、リモートセンシング計測技術の限界により、地図作成に使用されていたベースマップは、1:100,000 スケールでの航空リモートセンシング計測と調整の結果でした。スケールが小さすぎて、多くの地形の詳細を反映できませんでした。この地域は果てしなく続く氷と雪に覆われており、地形の特徴はほとんど変わっていませんが、変化する可能性は高いです。視覚的に記憶するのは難しく、携帯端末の配置に頼ることになります。

最も重要なことは、科学探検のミッションが単なる登山とは程遠いということだ。さまざまな人員が、対応する科学探検の任務を遂行する必要があります。地質学を例にとると、地質図の作成は指定されたルートに従って実行され、さまざまな標本の収集が含まれます。採取プロセスでは、地表に露出した岩盤の状態に加え、地質境界も考慮する必要があります。一般的に使用されるトレース法とクロス法は、地質境界に沿ってトレースおよびクロスカットを行い、隣接する地質境界を見つける方法です。そのため、現地での発見結果に基づいて探査プロセス中に調整を行う必要があり、作業スケジュール全体の調整に大きなプレッシャーがかかります。これらすべてにおいて、現場作業員は優れた身体能力を備えているだけでなく、優れた作業能力と現場での経験も必要です。

峰を征服し、エベレストの高度を追求する過程は、地球や自然を理解し、科学技術のレベルを試し、科学技術を探求してきた人類の発展の歴史です。それはまた、人類が自らに挑戦し、技術的な限界を突破するプロセスでもあります。『エベレスト登山』は数十年にわたり、中国人のエベレスト探検の英雄的な歴史を伝えており、絶えず更新される数字には、エベレストへの最初の遠征における中国の第一世代の登山家の苦難と勇敢さが詰まっている。

参考文献:

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制作：中国科学普及協会

著者: ジン・ボー

制作者: 中国科学院コンピュータネットワーク情報センター

この記事は著者の見解のみを表しており、中国科学博覧会の立場を代表するものではありません。