Уровень моря

Текущая версия на 13:56, 9 октября 2023

Водомерные рейки - простейшие устройства для наблюдения за уровнем моря.

Способы установки мареографов: в колодце на берегу (а), на свайном основании (б).

Один из первых механических мареографов, установленный в здании Марсельского футштока (Франция) в 1883 году.

Современный мареограф, оснащенный записывающим устройством в прочном водонепроницаемом корпусе, датчиком давления и радиомодемом.

Измерение уровня моря методом спутниковой альтиметрии.

История

Необходимость замера уровня моря существовала очень давно. За нуль принимали уровень моря относительно суши за длительный период наблюдений.

В России футшточную службу организовал Пётр I. Первый футшток появился в Петербурге в 1703 году. Замеры уровня моря были необходимы для молодого российского флота, — от уровня моря зависело плавание по мелководью Финского залива и устью Невы, а также строительство оборонительных сооружений на Заячьем острове.

Однако, до начала XIX века уровень моря практически нигде не использовался в качестве точки отсчета для определения высот на суше. Когда строительство велось вдали от береговой линии, было принято составлять местный план сравнения высот. Например, когда французский король Людовик XIV поручил аббату Жану Пикару изучить возможности строительства акведука, по которому вода из Луары должна была доставляться в Версальский дворец, он приказал в качестве опорной точки для измерения высот взять первый этаж королевской резиденции.

С началом индустриальной эпохи в разных странах начали осуществляться проекты общенационального масштаба, такие как строительство сетей железных дорог или составление подробных штабных карт, для которых потребовалось разработать системы измерения высот с единой точкой отсчета.

Способы определения уровня моря

Водомерная рейка

Простейшим инструментом для измерения уровня моря является водомерная рейка. Рейку жестко закрепляют в грунте с таким расчетом, чтобы при самом низком уровне воды в данном месте нулевая отметка шкалы всегда находилась в воде. Водомерные рейки устанавливаются на водомерных постах, которые оборудованы на прибрежных гидрометеорологических станциях, а также часто крепятся к гидротехническим сооружениям (пирсам, причалам, дамбам, волноломам).

Мареограф

Для непрерывной регистрации колебаний уровня моря используют марео́граф (от лат. mare — море и др.-греч. γράφω — пишу; другие названия: лимнигра́ф, приливоме́р, самопишущий футшто́к) — прибор для измерения и непрерывной регистрации колебаний уровня моря.

Конструкции большинства мареографов можно разделить на два типа: поплавковые и гидростатические. Прибор поплавкового типа непрерывно регистрирует уровень поплавка, плавающего в колодце, соединенном с морем горизонтальным туннелем.

Гидростатический мареограф использует принцип барометра-анероида. Датчик прибора реагирует на колебания гидростатического давления при изменении уровня моря.

Спутниковая альтиметрия

Измерение абсолютных отметок уровня в открытом океане стало возможным только с началом использования радиовысотомеров^[1], устанавливаемых на искусственных спутниках. Разработка методов измерения расстояния от космического объекта до земной поверхности началась в 1970-х годах и получила название спутниковой альтиметрии. Эти методы позволяют проводить постоянный мониторинг уровня Мирового океана.

Измерение уровня моря в разных странах

График изменения уровня Мирового океана за последние 800 тысяч лет.

Уровень моря является относительным понятием. С каждой страной или территорией, имеющей морскую береговую линию, связан эталонный мареограф.

В России и странах бывшего СССР в качестве точки отсчета берут средний многолетний уровень Балтийского моря, определяемый по футштоку в Кронштадте. Этот уровень был признан основным среди водомерных постов на всех морях, омывающих Европейскую часть России, на 1-м геодезическом совещании в 1926 году.

Согласно национальной системе Nivellement général de la France, принятой во Франции, высоты на материковой части рассчитываются исходя из источника, установленного на марсельском мареографе. Высоты на Корсике отсчитываются от нуля, установленного с помощью мареографа, расположенного в Аяччо. Кроме этого применяются одиннадцать различных систем высот для современных заморских территорий Франции.

Согласно системе высот, принятой в Турции, за начало отсчета принят средний уровень Средиземного моря за период с 1936 года по 1971 год, измеренный в районе Анталии.

Страны, не имеющие морской береговой линии, выбирают в качестве эталонного мареограф в ближайшей стране. Например, высоты в Швейцарии рассчитываются по Марсельскому мареографу.

Глобальные изменения уровня Мирового океана

Эвстатические колебания

Мале, столица Мальдив — один из городов, которым грозит перспектива быть затопленными океаном в XXI веке.

По прогнозу Геологической службы США, две трети полярных медведей исчезнут к 2050 году в результате сокращения среды обитания, вызванной таянием морского льда.

Эвстатические колебания уровня моря (от греч. éu — хорошо, полностью и stásis — стояние на месте, покой, положение) - медленные изменения уровня Мирового океана и связанных с ним морей. Эвстатические движения («эвстазия») впервые были описаны австрийским геологом Эдуардом Зюссом (нем. Eduard Suess) в 1888 году.

Исходя из причин, различают следующие движения береговой линии:

• Следствие образования морских впадин, когда происходят истинные изменения уровня океана.
• Следствие тектонических процессов, приводящих к кажущимся перемещениям уровня океана.

Среди возможных факторов, определяющих эвстатические колебания, различают изменение общего объёма воды океанов в геологической истории Земли в результате эволюции континентов. Во время Ледниковых периодов водные массы концентрировались на материках, и уровень Мирового океана понижался приблизительно на 110—140 м. После таяния вода снова поступала в Мировой океан, повышая его уровень. Понижение температуры и изменение солёности влияли на плотность воды, за счёт которой уровень Мирового океана в полярных областях на несколько метров отличался от уровня Мирового океана в районе экватора. Также на эвстатические колебания влияли планетарные факторы (изменение скорости вращения Земли, смещение полюсов и др.).

Изучение процессов, связанных с эвстатическими колебаниями, имеет большое значение для исторической геологии и понимания особенностей формирования шельфовых зон, с которыми связано формирование залежей полезных ископаемых.

Современное повышение уровня моря

Если объект находится на суше, это не всегда означает что он расположен выше уровня моря.

Приблизительно с середины XIX наблюдается процесс постепенного повышения уровня Мирового океана. В период с 1900 по 2016 год уровень моря поднялся в среднем на 16–21 см. Более точные данные, собранные с помощью спутников, показывают ускорение темпов подъема уровня - на 7,5 см с 1993 по 2017 год. Предположительно, это ускорение может быть связано с глобальным потеплением, которое вызывает тепловое расширение морской воды и таяние ледников.

В 2007 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата (англ. Intergovernmental Panel on Climate Change или IPCC) прогнозировала подъем уровня моря не меньше чем на 60 см до 2099 года. В отчете IPCC за 2014 год верхняя оценка была поднята примерно до 90 см.

Согласно прогнозам, уровень моря не будет повышаться равномерно во всех районах Земли. В некоторых местах, например, в Арктике, уровень моря может даже немного понизиться. Такая неравномерность может быть вызвана местными тектоническими процессами и оседанием пород, приливами, течениями и штормами.

Повышение уровня моря может значительно повлиять на прибрежные и островные регионы. В соответствии с пессимистичными прогнозами ожидаются широкомасштабные наводнения, которые вызовут перемещение населения, потерю сельскохозяйственных земель и затопление прибрежных городов. Экосистемы моря и суши также пострадают: животные, рыбы, птицы и растения потеряют часть своей среды обитания.

См. также

• Регрессия моря
• Ингрессия моря
• Футшток
• Геоид

Примечания

1. ↑ Радиовысотоме́р - устройство для определения высоты полёта летательного аппарата (самолёта, вертолёта, спутника и т.д.) над поверхностью Земли радиотехническими методами.

Литература и источники информации

Литература

• М.Г.Деев Уровень как индикатор изменений состояния Мирового океана. — География. — Издательский дом «Первое сентября», 2010. — Т. 6. URL: https://geo.1sept.ru/view_article.php?ID=201000604.

Ссылки

• Современное повышение уровня моря
• Эвстатические колебания
• Балтийская система высот
• Мареограф
• Национальные системы высот в геодезии
• Уровень моря - измерение и регистрация колебаний
• Кронштадтский футшток
• Sea level^(англ.)
• Standard sea-level conditions^(англ.)