Experts leggen uit: hoe een berg te meten?

In een nieuwe meting hebben China en Nepal aangekondigd dat de Mount Everest 86 cm hoger is dan de 8.848 m die tot nu toe wereldwijd is geaccepteerd. Hoe werd de oorspronkelijke hoogte berekend door Survey of India? Wat houdt de herziening in? Twee van de hoogste functionarissen van Survey of India leggen het uit in een interview met The Indian Express.

Een vogel vliegt met Mount Everest gezien op de achtergrond van Namche Bajar, Solukhumbu district, Nepal. (AP/PTI-foto)

Ten eerste, hoe wordt de hoogte van een berg gemeten?

Het basisprincipe dat eerder werd gebruikt, is heel eenvoudig en gebruikt alleen trigonometrie die de meesten van ons kennen, of zich tenminste kunnen herinneren. Elke driehoek heeft drie zijden en drie hoeken. Als we drie van deze grootheden kennen, op voorwaarde dat een van hen een zijde is, kunnen alle andere worden berekend. In een rechthoekige driehoek is een van de hoeken al bekend, dus als we een andere hoek en een van de zijden kennen, kunnen de andere worden gevonden. Dit principe kan worden toegepast voor het meten van de hoogte van elk object dat niet het gemak biedt om een ​​meetlint van boven naar beneden te laten vallen, of als je niet naar boven kunt klimmen om geavanceerde instrumenten te gebruiken.

Meting met hoeken: wanneer directe hoogtemeting niet mogelijk is, neemt een landmeter zijn toevlucht tot trigonometrie

Laten we zeggen dat we de hoogte van een paal of een gebouw moeten meten. We kunnen elk willekeurig punt op de grond op enige afstand van het gebouw markeren. Dit kan ons observatiepunt zijn. We hebben nu twee dingen nodig: de afstand van het gebouw vanaf het observatiepunt en de elevatiehoek die de bovenkant van het gebouw maakt met het observatiepunt op de grond. De afstand is niet moeilijk te krijgen. De elevatiehoek is de hoek die een denkbeeldige lijn zou maken als deze het observatiepunt op de grond zou verbinden met de bovenkant van het gebouw. Er zijn eenvoudige instrumenten waarmee deze hoek kan worden gemeten.

Dus als de afstand van het observatiepunt tot het gebouw d is en de elevatiehoek E is, dan is de hoogte van het gebouw d × tan(E).

Luitenant-generaal Girish Kumar is de landmeter-generaal van India, en Nitin Joshi is plaatsvervangend landmeter-generaal, de landmeter van India. De verantwoordelijkheid van de Survey of India is het opstellen van gezaghebbende kaarten, en haar werk omvat het uitvoeren van uitgebreide landmetingen en het in kaart brengen van topografische kenmerken. Vanaf 1952 ondernam de Survey of India een oefening om de hoogte van de Mount Everest (toen bekend als Peak XV) te meten. Die oefening meet de hoogte op 8.848 m (29.028 voet), wat tot nu toe de wereldwijd geaccepteerde standaard bleef.

Kan het zo eenvoudig zijn om een ​​berg te meten?

Het principe is hetzelfde, en uiteindelijk gebruiken we dezelfde methode, maar er zijn een paar complicaties. Het grootste probleem is dat hoewel je de top kent, de voet van de berg niet bekend is. De vraag is vanaf welk oppervlak je de hoogte meet. Over het algemeen worden voor praktische doeleinden de hoogten gemeten boven gemiddeld zeeniveau (MSL). Bovendien moeten we de afstand tot de berg vinden. Tegenwoordig lijkt het eenvoudig, maar in de jaren vijftig waren er geen GPS- of satellietbeelden. Dus, hoe vind je de afstand van een berg waar je fysiek niet heen kunt? Tot die tijd had niemand de Mount Everest zelfs maar beklommen.

We kunnen dit probleem omzeilen door de elevatiehoeken te meten vanuit twee verschillende waarnemingspunten in dezelfde gezichtslijn. De afstanden tussen deze verschillende waarnemingspunten kunnen worden gemeten. We hebben nu te maken met twee verschillende driehoeken, maar met een gemeenschappelijke arm en twee verschillende elevatiehoeken. Nogmaals, door eenvoudige regels van trigonometrie op de middelbare school te volgen, kan de hoogte van de berg vrij nauwkeurig worden berekend. In feite is dit hoe we het deden vóór de komst van GPS, satellieten en andere moderne technieken.

Hoe nauwkeurig is dit?

Voor kleine heuvels en bergen, waarvan de top van relatief korte afstanden kan worden waargenomen, kan dit vrij nauwkeurige metingen opleveren. Maar voor de Mount Everest en andere hoge bergen zijn er nog andere complicaties.

Deze komen weer voort uit het feit dat we niet weten waar de voet van de berg is. Met andere woorden, waar precies ontmoet de berg het vlakke grondoppervlak. Of het punt van observatie en de voet van de berg op hetzelfde horizontale niveau.

Het aardoppervlak is niet overal even gelijkmatig. Daarom meten we hoogten vanaf gemiddeld zeeniveau. Dit wordt gedaan door middel van een nauwgezet proces dat zeer nauwkeurige nivellering wordt genoemd. Beginnend vanaf de kustlijn berekenen we stap voor stap het hoogteverschil met behulp van speciale instrumenten. Dit is hoe we de hoogte van elke stad kennen vanaf het gemiddelde zeeniveau.

Maar er is nog een ander probleem waarmee we te kampen hebben: de zwaartekracht. De zwaartekracht is op verschillende plaatsen anders. Wat dat betekent dat zelfs de zeespiegel niet overal als uniform kan worden beschouwd. In het geval van de Mount Everest, bijvoorbeeld, zou de concentratie van zo'n enorme massa betekenen dat het zeeniveau door de zwaartekracht omhoog zou worden getrokken. Dus de lokale zwaartekracht wordt ook gemeten om het lokale zeeniveau te berekenen. Tegenwoordig zijn er geavanceerde draagbare gravitometers beschikbaar die zelfs naar bergtoppen kunnen worden gedragen.

Maar de nivellering kan niet worden uitgebreid tot hoge toppen. We moeten dus terugvallen op dezelfde triangulatietechniek om de hoogten te meten. Maar er is nog een ander probleem. De dichtheid van lucht neemt af naarmate we hoger komen. Deze variatie in luchtdichtheid veroorzaakt het buigen van lichtstralen, een fenomeen dat bekend staat als breking. Vanwege het hoogteverschil tussen het observatiepunt en de bergtop, resulteert breking in een fout bij het meten van de verticale hoek. Dit moet worden gecorrigeerd. Het schatten van de brekingscorrectie is een uitdaging op zich. Volg Express Explained op Telegram

Op deze foto van 27 mei 2020 gaan leden van een Chinees landmeetkundig team op weg naar de top van de Mount Everest, ook plaatselijk bekend als de berg Qomolangma. (AP/PTI-foto)

Biedt technologie geen eenvoudigere oplossingen?

Tegenwoordig wordt GPS veel gebruikt om coördinaten en hoogtes te bepalen, zelfs van bergen. Maar GPS geeft nauwkeurige coördinaten van de top van een berg ten opzichte van een ellipsoïde, een denkbeeldig oppervlak dat wiskundig is gemodelleerd om de aarde weer te geven. Dit oppervlak wijkt af van het gemiddelde zeeniveau. Evenzo kunnen bovengrondse vliegende vliegtuigen uitgerust met laserstralen (LiDAR) ook worden gebruikt om de coördinaten te krijgen.

dennis rodman netto waard

Maar deze methoden, inclusief GPS, houden geen rekening met de zwaartekracht. Dus de informatie die is verkregen via GPS of laserstralen wordt vervolgens ingevoerd in een ander model dat rekening houdt met de zwaartekracht om de berekening compleet te maken.

Gezien het feit dat in 1952-1954, toen noch GPS- en satelliettechnieken beschikbaar waren, noch de geavanceerde gravimeters, de taak om de hoogte van de Mount Everest te bepalen niet eenvoudig was.

Nepal en China hebben gezegd dat ze de Mount Everest hebben gemeten als 86 cm hoger dan de 8.848 m waarvan bekend was dat hij was. Wat zou dat betekenen?

De meting van 8.848 meter (of 29.028 voet) werd gedaan door de Survey of India in 1954 en is sindsdien wereldwijd geaccepteerd. De meting werd uitgevoerd in de tijd dat er nog geen GPS of andere moderne geavanceerde instrumenten waren. Dit laat zien hoe nauwkeurig ze zelfs in die tijd waren.

In de afgelopen jaren zijn er verschillende pogingen ondernomen om de Everest opnieuw te meten, en sommige daarvan hebben resultaten opgeleverd die enkele meters afwijken van de geaccepteerde hoogte. Maar deze zijn verklaard in termen van geologische processen die de hoogte van de Everest zouden kunnen veranderen. De nauwkeurigheid van het resultaat uit 1954 is nooit in twijfel getrokken.

De meeste wetenschappers geloven nu dat de hoogte van de Mount Everest zeer langzaam toeneemt. Dit komt door de noordwaartse beweging van de Indiase tektonische plaat die het oppervlak omhoog duwt. Het is juist deze beweging die in de eerste plaats de grote Himalaya-bergen heeft gecreëerd. Het is hetzelfde proces dat deze regio gevoelig maakt voor aardbevingen. Een grote aardbeving, zoals die in 2015 in Nepal plaatsvond, kan de hoogten van bergen veranderen. Dergelijke gebeurtenissen zijn in het verleden gebeurd. In feite was het deze aardbeving die aanleiding had gegeven tot het besluit om de Everest opnieuw te meten om te zien of er enige impact was geweest.

Een stijging van 86 cm zou niet verwonderlijk zijn. Het is heel goed mogelijk dat de hoogte in al die jaren is toegenomen. Maar tegelijkertijd is 86 cm op een hoogte van 8.848 meter een zeer kleine lengte. De gedetailleerde resultaten van de Nepalese en Chinese inspanningen om de Everest te meten, moeten nog in een tijdschrift worden gepubliceerd. De werkelijke betekenis van deze meting zou pas daarna duidelijk worden.

Deel Het Met Je Vrienden: