Уровень моря - Sea level - Wikipedia

Для использования в других целях см. Уровень моря (значения).
Этот маркер, указывающий уровень моря, расположен между Иерусалим и Мертвое море.

Средний уровень моря (MSL) (часто сокращается до уровень моря) является средний уровень поверхности одного или нескольких из земной шар водоемы, высота которых, например, высота можно измерить. Глобальный MSL - это тип вертикальная точка отсчета - стандартизованный геодезическая база - который используется, например, как датум карты в картография и морское судоходство, или, в авиации, как стандартный уровень моря на котором атмосферное давление измеряется откалибровать высота и, следовательно, самолет эшелоны полета. Обычный и относительно простой стандарт среднего уровня моря - это вместо этого середина между средний отлив и средний прилив в определенном месте.[1]

На уровень моря может влиять множество факторов, и, как известно, он сильно различается. геологические шкалы времени. Однако ХХ век и нынешнее тысячелетие повышение уровня моря предполагается, что это вызвано глобальное потепление,[2] а тщательное измерение вариаций MSL может дать представление о текущих изменение климата.[3]

Период, термин над уровнем моря обычно относится к выше среднего уровня моря (AMSL). Период, термин APSL означает «Выше нынешнего уровня моря», сравнивая уровень моря в прошлом с уровнем сегодня.

Измерение

Измерения уровня моря с 23 длин. мареограф записи в геологически стабильной среде показывают рост примерно на 200 миллиметров (7,9 дюйма) в течение 20 века (2 мм / год).

Точное определение «среднего уровня моря» затруднено из-за множества факторов, влияющих на уровень моря.[4] Мгновенный уровень моря довольно сильно варьируется в нескольких масштабах времени и пространства. Это потому, что море находится в постоянном движении, на которое влияют приливы, ветер, атмосферное давление, местные гравитационные перепады, температура и т. Д. соленость и так далее. Самый простой способ это вычислить - выбрать место, вычислить средний уровень моря в этой точке и использовать его в качестве датум. Например, 19-летний период ежечасных наблюдений за уровнем может быть усреднен и использован для определения среднего уровня моря в некоторой точке измерения.

Уровень стоячей воды или же уровень моря со спокойной водой (SWL) - уровень моря с такими движениями, как ветровые волны усреднены.[5]Затем MSL подразумевает SWL, дополнительно усредненную за период времени, так что изменения из-за, например, приливы, также имеют нулевое среднее. Глобальный MSL относится к пространственному среднему значению по всему океану.

Часто измеряют значения MSL по отношению к земле; следовательно, изменение относительного MSL может быть результатом реального изменения уровня моря или изменения высоты суши, на которой работает мареограф. Датум боеприпасов (высота 0 метров на картах Великобритании) - средний уровень моря, измеренный на Newlyn в Корнуолле с 1915 по 1921 год. До 1921 года вертикальная точка отсчета был MSL на Виктория Док, Ливерпуль.С времен Российская империя, в Россия и других его бывших частей, ныне независимых государств, уровень моря отсчитывается от нулевого уровня Кронштадт Sea-Gauge. В Гонконге «mPD» - это геодезический термин, означающий «метры над основной точкой отсчета» и обозначающий высоту на 1,230 м ниже среднего уровня моря. Во Франции Marégraphe в Марселе непрерывно измеряет уровень моря с 1883 года и предлагает самый длинный сопоставленный данные об уровне моря. Он используется для части континентальной Европы и основной части Африки в качестве официального уровня моря. Что касается Испания, ссылка для измерения высот ниже или выше уровня моря помещается в Аликанте. В других странах Европы привязка вертикальной отметки (Европейская система отсчета вертикальной высоты) указывается на Амстердам Пейл возвышение, которое восходит к 1690-м годам.

Спутниковые высотомеры делают точные измерения уровня моря[6] с момента запуска TOPEX / Посейдон в 1992 г. Совместная миссия НАСА и CNES, TOPEX / Poseidon последовали Джейсон-1 в 2001 году и Миссия по топографии поверхности океана на спутнике Ясон-2 в 2008 году.

Высота над средним уровнем моря

Основная статья: Высота над средним уровнем моря

Высота над средним уровнем моря (AMSL) - высота (на земле) или высота (в воздухе) объекта относительно среднего уровня моря. Он также используется в авиации, где некоторые высоты регистрируются и сообщаются относительно среднего уровня моря (MSL) (в отличие от эшелон полета ), а в атмосферные науки, и землеустройство. Альтернативой является измерение высоты на эллипсоид всей Земли, а именно такие системы, как GPS делать. В авиации эллипсоид известен как Мировая геодезическая система 84 все чаще используется для определения высоты; однако различия до 100 метров (328 футов)[нужна цитата ] существуют между высотой этого эллипсоида и средней высотой прилива. Альтернативой является использование геоид -основная вертикальная датум Такие как NAVD88 и глобальный EGM96 (часть WGS84).

При обращении к географический такие особенности, как горы на топографическая карта, изменения высоты показаны контурные линии. Высота горы обозначает наивысшую точку или вершину и обычно изображается в виде небольшого кружка на топографической карте с высотой над уровнем моря, показанной в метрах, футах или обоих.

В редких случаях, когда место находится ниже уровня моря, высота AMSL отрицательна. Об одном таком случае см. Амстердамский аэропорт Схипхол.

Трудности в использовании

Для того, чтобы распространить это определение далеко от моря посредством сравнения местной высоты средней морской поверхности с «уровнем» опорной поверхности, или геодезической, называется геоида. В состоянии покоя или отсутствия внешних сил средний уровень моря совпадал бы с поверхностью этого геоида, являясь эквипотенциальной поверхностью Земли. гравитационный поле, которое само по себе не соответствует простой сфере или эллипсоиду и демонстрирует измеримые вариации, такие как те, которые измеряются НАСА Спутники GRACE для определения массовых изменений ледниковых щитов и водоносных горизонтов. На самом деле этот идеал не достигается из-за океанских течений, колебаний давления воздуха, колебаний температуры и солености и т. Д., Даже в качестве долгосрочного среднего значения. Зависящее от местоположения, но постоянное во времени разделение между средним уровнем моря и геоидом называется (средним) топография поверхности океана. Он варьируется в глобальном масштабе в диапазоне ± 2 м.

Исторически сложилось так, что в измерения уровня моря вносились поправки, чтобы учесть влияние 235-го лунного месяца. Метонический цикл и 223-месячный цикл затмения на приливах.[7]

Сухая земля

Знак уровня моря на скале (обведен красным) на Badwater Basin, Национальный парк Долина Смерти

Несколько терминов используются для описания меняющихся отношений между уровнем моря и сушей. Когда используется термин «относительный», он означает изменение относительно фиксированной точки в отстойнике. Термин «эвстатический» относится к глобальным изменениям уровня моря относительно фиксированной точки, такой как центр Земли, например, в результате таяния ледяных шапок. Термин «стерический» относится к глобальным изменениям уровня моря из-за тепловое расширение и соленость вариации. Термин «изостатический» относится к изменениям уровня земли относительно фиксированной точки на земле, возможно, из-за тепловой плавучести или тектонический последствия; это подразумевает отсутствие изменения объема воды в океанах. Таяние ледники в конце ледниковые периоды один из примеров евстатического повышение уровня моря. В проседание земли в связи с изъятием грунтовые воды является изостатической причиной относительного повышения уровня моря. Палеоклиматологи может отслеживать уровень моря, исследуя породы, отложенные вдоль берегов, которые очень тектонически стабильны, например, на восточном побережье Северной Америки. В таких областях, как вулканические острова, наблюдается относительный подъем уровня моря в результате изостатического охлаждения скальной породы, которое вызывает опускание суши.

На других планетах, где нет жидкого океана, планетологи может вычислить «среднюю высоту» путем усреднения высот всех точек на поверхности. Эта высота, которую иногда называют «уровнем моря» или отметка нулевого уровня, также служит ориентиром для высоты планетарных объектов.

Изменять

Смотрите также: Прошлый уровень моря и повышение уровня моря

Местный и евстатический

Смотрите также: Евстатический уровень моря
Водные циклы между океаном, атмосфера и ледники

Местный средний уровень моря (LMSL) определяется как высота моря по отношению к ориентиру на суше, усредненная за период времени (например, месяц или год), достаточно продолжительный, чтобы колебания, вызванные волны и приливы сглаживаются. Необходимо скорректировать воспринимаемые изменения в LMSL, чтобы учесть вертикальные движения земли, которые могут иметь тот же порядок (мм / год), что и изменения уровня моря. Некоторые перемещения суши происходят из-за изостатический корректировка мантия к таянию кусочки льда в конце последний ледниковый период. Вес ледяного покрова давит на подстилающую землю, и когда лед тает, земля медленно восстанавливается. Изменения объема наземного льда также влияют на местный и региональный уровень моря в результате корректировки геоид и истинное полярное странствие. Атмосферное давление, Океанские течения и местные изменения температуры океана также могут повлиять на LMSL.

Евстатический уровень моря изменение (в отличие от местного изменения) приводит к изменению глобального уровня моря из-за изменений либо объема воды в Мировом океане, либо чистых изменений объема океанические бассейны.[8]

Краткосрочные и периодические изменения

Таяние ледников вызывает изменение уровня моря

Существует множество факторов, которые могут вызвать краткосрочные (от нескольких минут до 14 месяцев) изменения уровня моря. Подъем уровня моря вызывают два основных механизма. Во-первых, сокращение сухопутных льдов, таких как горные ледники и полярные ледяные щиты, приводит к выбросу воды в океаны. Во-вторых, по мере повышения температуры океана более теплая вода расширяется.[9]

Периодические изменения уровня моря
Суточные и полусуточные астрономические приливы12–24 ч P0,2–10 + м
Долгопериодные приливы  
Вариации вращения (Чендлер колеблется )14 месяцев P
Метеорологические и океанографические колебания
Атмосферное давлениеЧасы в месяцыОт −0,7 до 1,3 м
Ветры (штормовые нагоны )1–5 днейДо 5 м
Испарение и осадки (также может следовать долгосрочной схеме)Дни в недели 
Поверхность океана топография (подмены воды плотность и токи)Дни в неделиДо 1 м
Эль-Ниньо /южное колебание6 мес каждые 5–10 летДо 0,6 м
Сезонные вариации
Сезонный водный баланс океанов (Атлантический, Тихий, Индийский)  
Сезонные колебания уклона водной поверхности  
Речной сток / паводки2 месяца1 мес.
Сезонные изменения плотности воды (температура и соленость )6 месяцев0,2 м
Сейш
Сейш (стоячие волны)Минуты в часыДо 2 м
Землетрясения
Цунами (генерируют катастрофические долгопериодические волны)ЧасыДо 10 м
Резкое изменение уровня землиМинутыДо 10 м

Недавние изменения

Основная статья: Повышение уровня моря
Дальнейшая информация: Глобальное потепление, Теплосодержание океана, и Влияние глобального потепления на океаны

По крайней мере, последние 100 лет уровень моря повышался в среднем на 1,8 мм (0,07 дюйма) в год.[10] По большей части это повышение можно объяснить повышением температуры моря и, как следствие, небольшим тепловое расширение из верхних 500 метров (1640 футов) морской воды. Дополнительный вклад, до четверти от общей суммы, поступает из водных источников на суше, таких как тающий снег и ледники и добыча подземных вод для орошения и других сельскохозяйственных и человеческих нужд.[11]

Авиация

Основная статья: Высота в авиации

Пилоты могут оценить высоту над уровнем моря с помощью высотомер установить на определенный барометрическое давление. Как правило, давление, используемое для настройки высотомера, представляет собой барометрическое давление, которое будет существовать на MSL в регионе, над которым осуществляется полет. Это давление обозначается как QNH или "высотомер" и передается пилоту по радио из управления воздушным движением (ATC) или автоматическая информационная служба терминала (АТИС). Поскольку высота местности также привязана к MSL, пилот может оценить высоту над землей, вычтя высоту местности из показаний альтиметра. Авиационные карты разделены на прямоугольники, и в каждом прямоугольнике четко указана максимальная высота местности от MSL. Как только высота перехода будет выше, высотомер устанавливается на международная стандартная атмосфера (ISA) давление при MSL, которое составляет 1013,25 гПа или 29,92 дюйма ртутного столба.[12]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Что такое «средний уровень моря»? (Океанографическая лаборатория Прудмена ).
  2. ^ USGCRP (2017). «Специальный доклад по климатологии. Глава 12: Повышение уровня моря. Ключевой вывод 2». science2017.globalchange.gov. Получено 27 декабря 2018.
  3. ^ «Странная наука о таянии ледяных щитов: три вещи, о которых вы не знали». Хранитель. 12 сентября 2018.
  4. ^ Национальный исследовательский совет США, Бюллетень Национального исследовательского совета 1932 г. стр. 270
  5. ^ «Уровень стоячей воды - Глоссарий AMS». glossary.ametsoc.org.
  6. ^ Глазман, Роман Э .; Грейсух Александр; Злотницкий, Виктор (1994). «Оценка моделей смещения состояния моря в спутниковой альтиметрии». Журнал геофизических исследований. 99 (C6): 12581. Bibcode:1994JGR .... 9912581G. Дои:10.1029 / 94JC00478.Роман Глазман Грейсух А.М., Злотницкий В.
  7. ^ "Стоунхендж, часть 3". www.celticnz.co.nz. Получено 18 февраля 2017.
  8. ^ «Евстатический уровень моря». Глоссарий по нефтяным месторождениям. Schlumberger Limited. Получено 10 июн 2011.
  9. ^ «Влияние глобального потепления на уровень моря». www.climatehotmap.org. Получено 2 декабря 2016.
  10. ^ Брюс С. Дуглас (1997). "Глобальное морское восхождение: новое определение". Исследования по геофизике. 18 (2/3): 279–292. Bibcode:1997SGeo ... 18..279D. Дои:10.1023 / А: 1006544227856. S2CID  128387917.
  11. ^ Bindoff, N.L .; Willebrand, J .; Artale, V .; Cazenave, A .; Грегори, Дж .; Гулев, С .; Hanawa, K .; Le Quéré, C .; Levitus, S .; Nojiri, Y .; Shum, C.K .; Talley, L.D .; Унникришнан, А. (2007). «Наблюдения: изменение климата океана и уровень моря» (PDF). У Соломона, S .; Qin, D .; Manning, M .; Chen, Z .; Marquis, M .; Аверит, К.Б .; Тиньор, М .; Миллер, Х.Л. (ред.). Изменение климата 2007: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Издательство Кембриджского университета.
  12. ^ нас Федеральная авиационная администрация, Свод федеральных правил Раздел 91,121

внешняя ссылка