潮起坎门,中国的“高”从这里开始

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 来自北京市

今夏,台风登陆“三连击”曾让台州玉环这座海岛小城几度被推上热搜。风停之后,热搜退去,潮水照旧涨落。日复一日的潮声里,藏着中国海拔最初的“零”——坎门“零点”。

地面上所有的“高”,都得从海平面往上数。可海面时刻在变化:潮涨潮落在动,气候冷暖在动,沧海桑田也在动;同一时刻,这片海与那片海,平均海平面还不一样。这个“零”,就是高程的起算点,测绘人管它叫“零点”。

在浙江玉环坎门,藏着中国人自己选址、设计和建造的第一座验潮站点——坎门验潮所。它最初的使命,正是寻找、确定中国海平面的零点。1928年5月,由中国“测量之父”曹谟先生选址;1929年10月,验潮所基本建成。2013年3月,国务院将“坎门验潮所”列为全国重点文物保护单位。历经九十余年历史变迁,坎门验潮站如今依旧伫立在东海之滨。

近百年潮起潮落,它攒下的连续数据支撑风暴潮预警,守护沿海群众生命安全,保障各类海洋工程建设,也是全球气候变化研究无可替代的无价之宝。验潮所第七代站长刘文胜、现任副站长金文育,仍在这里守护着那口验潮井。

玉环坎门街道灯塔社区平石岙,山走到尽头、海刚刚开始的地方,立着一块碑:全国重点文物保护单位——坎门验潮所。验潮所架在岬角的山坡上,一条百米石阶从门口直落而下,通向海边那座红瓦翘角的小屋。刘文胜介绍,这里曾有几个名字:国家海洋局东海分局坎门海洋站、国家海洋局坎门海洋监察站、国家海洋局坎门海洋环境监测站;最近一次机构改革后,改成自然资源部玉环海洋站。

把时间往回拨一百年,这处海岬的分量要重得多。1840年之后,中国海岸线上冒出一批验潮所。英国人在福州定罗星塔零点,在天津定大沽零点;日本海军水路部1905年在大连港设站,定下大连零点。自北向南,列强沿海一共建了6个潮汐观测站。刘文胜说,“零点看着是个数字,其实是把尺子。尺子在谁手里,地图就按谁的标准画。”

辛亥革命之后,中国人要给自己定一把尺子。1927年初,中央政府设立陆地测量总局,筹建中国人自己的验潮所。1928年,曹谟带队沿海踏勘,翻山越岭,穿越滩涂,最终把目光锁在坎门鲳鱼岙,又称平石岙。1929年10月,验潮所基本建成。

万里海疆,为什么偏偏选择坎门?答案藏在地形里。玉环岛卡在我国海岸线中段,外海开阔,海底平坦,水深充足;不挨大江大河的入海口,淡水径流搅不乱水位;地质构造稳定,不在强震区。它既测得准东海的平均海平面,也扛得住长年累月的连续记录。

从浪的条件看,玉环半岛向东海突出,坎门岬角直面外海,是浙江台风高频登陆地带。外侧隆起山脊形成天然防波堤,大幅减小风浪对潮位的影响;验潮井就架在天然的海蚀沟之上,海水可以顺畅进入。有人管它叫“一条按百年一遇设计的天然防波堤”。

还要建得起、守得住。靠着这条海蚀沟造井,当年施工难度大大降低。1932年1月,验潮井改用钢筋混凝土重建,又在沟头垒起一道回澜闸,底部留孔,潮流进出自如,浪一道道平缓下去,滤波极好。周边住着人家,施工生活都方便。站址一定,中国人自己的“零”,就开始在这口井里生长。

坎门零点,定的是平均海平面。它看不见、摸不着,只能靠时间磨出来:1930年至1934年,48个月,一天24小时,每小时记下一个潮位值。三万五千多个小时,才磨出那一个“零”。为了让无形的“零”落在地上,在验潮所旁的基岩上设立“第二五二号”一等水准点,然后人们用水准仪引测,确定高程6.959米。坎门零点位于“第二五二号”水准下6.959米。

有了“零”,下一步是“引测”。刘文胜说,测绘人员从水准点出发,沿途设点,这边一根杆,那边一根杆,中间架台水准仪打水平,测出高差,一站一站往前挪。他们携带精密水准仪和标尺,沿着选定路线逐站测量两点间的高差,各城市一层层铺下去,织起整个中国的高程网。

自1936年起,坎门零点通过水准测量引测到浙江、江苏、江西、福建、河南、陕西、四川、贵州、广西、北京等全国17个省市,广泛应用于军事测图和国土建设。1958年,著名地图学家曾世英编绘《中华人民共和国全图》,附图就引用了坎门零点的起算数据;至今我国台湾省的有关测绘部门仍称大陆有关图件高程从“坎门零点”起算。后因资料流失等原因,坎门零点在解放后最终未被选作全国海拔起算基准,却为历次黄海高程基准的确立提供了重要参照。

由于地壳运动,潮位可能发生细微的变化,于是,就有了验潮的人。1985年,刘文胜登上大陈岛观测站;1998年,调到坎门验潮所。一辈子与潮水打交道,说起旧事,他如数家珍。那时候,他的一天是从对表开始的。“如果表走慢了,我的潮位不就差了?”每个单位一台收音机,7时整,广播里“滴”的一声,全国同一个点,对着校。7时30分巡视仪器;7时45分气象观测;8时整准点到海边看潮位,画线、记数、换纸;回来编成报文电码发出去,8时30分前必须编完。11时巡检,13时30分气象,测水温、盐度。

记录表每天一张,每个点、每个项目都要抄。刘文胜说,“万一数据错了,后面一连串现象就说不清了。”年轻人进来先练什么?“打算盘。”日平均潮位,是把24个小时的潮位加起来除以24。没有计算器,用手除;算盘,也能除。

所里留着不少“老伙计”。1939年日军侵占坎门,验潮所荒废;1956年重新启用,用的是苏联进口的“瓦尔代”潮位仪。此后几代仪器原理一脉相承:浮子在海里浮着,钢丝一圈圈缠绕,重锤配平,潮涨时滚上去,潮落时滚下来,笔尖便在纸上走出一条曲线。笔不动就是一条直线,动起来就是时间,高低就是高度。浪急时,笔尖上下乱跑,需要人工订正挑取潮位。

老电脑、磁带机、打印机,还有那台发报的电台,如今静静堆在屋里。刘文胜说,以前数据传北京就靠这个电台,先发上海,再一路往上,发到北京。工具换了又换,但一日两回高低潮,照旧涌进那口井。

2000年后,站点开始自动化改革。过去,一个站12个人,守着一口井盯潮位;如今都换上了自动化观测仪器,6个人管着20多个站。金文育说:“本站潮位连续观测已持续六十余年,积累了完整可靠的验潮数据。”

每日不间断的潮位数据,究竟有什么用?金文育介绍,“它是风暴潮预警的数据基础。预报不可能凭空预报,需要通过数值模拟,结合实测潮位数据人工订正,会商形成统一意见,报送相关管理部门。”玉环早在1998年就共建全国首家县级海洋预报台,现如今海洋预报通过电视、广播、政府网多途径对外发布。

时间越久,数据越显分量。金文育说,本站数据参与国际潮位资料交换,全国仅7个站点,浙江仅此一处,每年开展潮位数据交换。气候变化海平面持续上升,越长的观测时间序列,就越是不可替代的参照。

科技这样发达,每天人工验潮还有没有必要?金文育答得干脆:“卫星遥感再强,也替代不了验潮。验潮精度是厘米级,误差不能大于1厘米,目前卫星遥感监测精度还远不能达到。卫星监测受限多,易受云层遮挡;验潮要求每分钟实时上传观测数据,长序列不能断,这是卫星遥感做不到的。反而最原始的最安全、最可靠。”

东汉末年,东吴学者严畯写下《潮水论》以来,我国对潮汐现象的探索已绵延一千八百年。但中国人把“观潮”变成“量海”,把诗意变成刻度,是从坎门开始的。如今,这口井正被更多人看见。每逢世界海洋日、全国防灾减灾日,站里的工作人员带着潮位曲线走进中小学;更多时候,孩子们沿着那百米石阶走下来,站在井边听潮水讲那百年沧桑的故事。

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