Poziom morza

W przypadku innych zastosowań zobacz Poziom morza (ujednoznacznienie) .

Ten znacznik wskazujący poziom morza znajduje się między Jerozolimą a Morzem Martwym .

Średni poziom morza ( MSL , często skracany do poziomu morza ) to średni poziom powierzchni jednego lub kilku przybrzeżnych zbiorników wodnych na Ziemi , z którego można mierzyć wysokości, takie jak wzniesienie . Globalny MSL jest rodzajem pionowego układu odniesienia – znormalizowanym układem odniesienia geodezyjnego – który jest używany na przykład jako układ odniesienia mapy w kartografii i nawigacji morskiej lub w lotnictwie jako standardowy poziom morza przy którym mierzy się ciśnienie atmosferyczne w celu kalibracji wysokości, a co za tym idzie poziomów lotu statku powietrznego . Powszechnym i stosunkowo prostym standardem średniego poziomu morza jest zamiast tego punkt środkowy między średnim odpływem a średnim przypływem w określonym miejscu.

Na poziom mórz może mieć wpływ wiele czynników i wiadomo, że zmieniał się znacznie w geologicznych skalach czasowych . Obecny wzrost poziomu mórz jest spowodowany głównie zmianami klimatycznymi wywołanymi przez człowieka . Gdy temperatury rosną, lodowce górskie i polarne czapy lodowe stopić, zwiększając ilość wody w zbiornikach wodnych. Ponieważ większość osad ludzkich i infrastruktury została zbudowana w odpowiedzi na bardziej znormalizowany poziom mórz przy ograniczonych spodziewanych zmianach, populacje dotknięte zmianami klimatycznymi w związku z podnoszeniem się poziomu mórz będą musiały inwestować w adaptację do klimatu, aby złagodzić najgorsze skutki lub gdy populacje znajdują się w ekstremalne ryzyko, proces kontrolowanego odwrotu.

Termin nad poziomem morza ogólnie odnosi się do średniego poziomu morza (AMSL). Termin APSL oznacza powyżej obecnego poziomu morza, porównując poziomy mórz w przeszłości z poziomem obecnym.

Promień Ziemi na poziomie morza wynosi 6378,137 km (3963,191 mil) na równiku. Jest to 6356,752 km (3949,903 mil) na biegunach i średnio 6371,001 km (3958,756 mil).

Pomiar

Pomiary poziomu morza z 23 zapisów wodowskazów w stabilnych geologicznie środowiskach wskazują na wzrost o około 200 milimetrów (7,9 cala) w XX wieku (2 mm / rok).

Dokładne określenie „średniego poziomu morza” jest trudne ze względu na wiele czynników, które wpływają na poziom morza. Chwilowy poziom morza różni się znacznie w kilku skalach czasu i przestrzeni. Dzieje się tak, ponieważ morze jest w ciągłym ruchu, na które wpływają pływy, wiatr , ciśnienie atmosferyczne, lokalne różnice grawitacyjne, temperatura, zasolenie i tak dalej. Najłatwiejszym sposobem obliczenia tego jest wybranie lokalizacji i obliczenie średniego poziomu morza w tym punkcie i użycie go jako punktu odniesienia . Na przykład okres 19 lat godzinnych obserwacji poziomu może być uśredniony i wykorzystany do określenia średniego poziomu morza w pewnym punkcie pomiarowym.

Poziom wody stojącej lub poziom morza wody stojącej (SWL) to poziom morza z uśrednionymi ruchami, takimi jak fale wiatru . Wtedy MSL implikuje SWL dalej uśrednione w okresie czasu, tak że zmiany spowodowane np. pływami również mają zerową średnią. Globalny MSL odnosi się do średniej przestrzennej dla całego oceanu.

Często mierzy się wartości MSL w odniesieniu do ziemi; stąd zmiana względnego MSL może wynikać z rzeczywistej zmiany poziomu morza lub ze zmiany wysokości lądu, na którym działa pływomierz. W Wielkiej Brytanii punktem odniesienia dla amunicji (wysokość 0 metrów na mapach Wielkiej Brytanii) jest średni poziom morza mierzony w Newlyn w Kornwalii w latach 1915-1921. Przed 1921 rokiem pionowy punkt odniesienia to MSL w Victoria Dock w Liverpoolu . Od czasów Imperium Rosyjskiego , w Rosji i innych jego byłych części, obecnie niepodległych państw, poziom morza mierzony jest od poziomu zerowego miernika morskiego Kronsztadu . W Hongkongu „mPD” to termin geodezyjny oznaczający „metry nad głównym układem odniesienia” i odnosi się do wysokości 0,146 m powyżej punktu odniesienia mapy i 1,304 m poniżej średniego poziomu morza. We Francji Marégraphe w Marsylii mierzy poziom morza nieprzerwanie od 1883 roku i oferuje najdłuższe zestawienie danych o poziomie morza. Jest używany dla części Europy kontynentalnej i głównej części Afryki jako oficjalny poziom morza. Hiszpania używa odniesienia do pomiaru wysokości poniżej lub nad poziomem morza w Alicante , a innym europejskim odniesieniem do wysokości pionowej (europejski system odniesienia w pionie) jest elewacja Amsterdam Peil , której początki sięgają lat 90. XVII wieku.

Wysokościomierze satelitarne dokonują precyzyjnych pomiarów poziomu mórz od czasu wystrzelenia satelity TOPEX/Poseidon w 1992 r. Wspólna misja NASA i CNES , TOPEX/Poseidon nastąpiła w 2001 r. przez Jason-1 i misję Ocean Surface Topography na pokładzie Jason-2 satelita w 2008 r.

Wysokość nad poziomem morza

Główny artykuł: Wysokość nad poziomem morza

Wysokość nad średnim poziomem morza ( AMSL ) to wysokość (na ziemi) lub wysokość (w powietrzu) ​​obiektu w stosunku do średniego punktu odniesienia na poziomie morza. Jest również używany w lotnictwie, gdzie niektóre wysokości są rejestrowane i podawane w odniesieniu do średniego poziomu morza (MSL) (w przeciwieństwie do poziomu lotu ), oraz w naukach o atmosferze i geodezji . Alternatywą jest oparcie pomiarów wysokości na elipsoidzie całej Ziemi, co robią systemy takie jak GPS . W lotnictwie elipsoida znana jako Światowy System Geodezyjny 84 jest coraz częściej używany do określania wysokości; istnieją jednak różnice do 100 metrów (328 stóp) [ potrzebne źródło ] między tą wysokością elipsoidy a średnią wysokością pływów. Alternatywą jest użycie pionowego układu odniesienia opartego na geoidzie , takiego jak NAVD88 i globalny EGM96 (część WGS84).

Odnosząc się do obiektów geograficznych , takich jak góry na mapie topograficznej , różnice wysokości są pokazane za pomocą warstwic . Wysokość góry oznacza najwyższy punkt lub szczyt i jest zwykle przedstawiana jako mały okrąg na mapie topograficznej z wysokością AMSL pokazaną w metrach, stopach lub obu.

W rzadkich przypadkach, gdy lokalizacja znajduje się poniżej poziomu morza, wysokość AMSL jest ujemna. Aby zapoznać się z jednym takim przypadkiem, zobacz Amsterdam Airport Schiphol .

Trudności w użytkowaniu

Rozszerzenie tej definicji daleko od morza oznacza porównanie lokalnej wysokości średniej powierzchni morza z „poziomą” powierzchnią odniesienia lub geodezyjnym układem odniesienia, zwanym geoidą . W stanie spoczynku lub braku działania sił zewnętrznych średni poziom morza zbiegałby się z tą powierzchnią geoidy, będąc ekwipotencjalną powierzchnią pola grawitacyjnego Ziemi, która sama w sobie nie jest zgodna z prostą kulą lub elipsoidą i wykazuje wymierne zmiany, takie jak jak te zmierzone przez satelity GRACE NASA    do określania zmian masy pokryw lodowych i warstw wodonośnych. W rzeczywistości ten ideał nie występuje z powodu prądów oceanicznych, zmian ciśnienia powietrza, zmian temperatury i zasolenia itp., Nawet jako długoterminowa średnia. Zależna od lokalizacji, ale trwała w czasie separacja między średnim poziomem morza a geoidą jest określana jako (średnia) topografia powierzchni oceanu . Zmienia się globalnie w zakresie ± 2 m.

Suchy ląd

Znak poziomu morza widziany na klifie (zakreślony na czerwono) w Badwater Basin , Park Narodowy Doliny Śmierci

Do opisania zmieniających się relacji między poziomem morza a suchym lądem używa się kilku terminów.

  • „względny” oznacza zmianę w stosunku do stałego punktu w hałdzie osadów.
  • „eustatyczny” odnosi się do globalnych zmian poziomu morza względem stałego punktu, takiego jak środek ziemi, na przykład w wyniku topnienia pokryw lodowych.
  • „steryczny” odnosi się do globalnych zmian poziomu morza w wyniku rozszerzalności cieplnej i wahań zasolenia .
  • „izostatyczny” odnosi się do zmian poziomu gruntu w stosunku do stałego punktu na ziemi, prawdopodobnie z powodu wyporu termicznego lub efektów tektonicznych ; oznacza to brak zmian w objętości wody w oceanach. [ wątpliwe – dyskutuj ]

Topnienie lodowców pod koniec epoki lodowcowej jest jednym z przykładów eustatycznego podnoszenia się poziomu mórz . Osiadanie lądu w wyniku wycofywania się wód gruntowych jest izostatyczną przyczyną względnego podnoszenia się poziomu morza.

Paleoklimatolodzy mogą śledzić poziom mórz, badając skały osadzone wzdłuż wybrzeży, które są bardzo stabilne tektonicznie, jak wschodnie wybrzeże Ameryki Północnej. Obszary takie jak wyspy wulkaniczne doświadczają względnego wzrostu poziomu morza w wyniku izostatycznego chłodzenia skał, które powoduje zatapianie lądu.

Na innych planetach, na których brakuje ciekłego oceanu, planetolodzy mogą obliczyć „średnią wysokość”, uśredniając wysokości wszystkich punktów na powierzchni. Ta wysokość, czasami określana jako „poziom morza” lub wysokość poziomu zerowego , służy równoważnie jako odniesienie dla wysokości obiektów planetarnych.

Zmiana

Zobacz także: Poziom morza w przeszłości i wzrost poziomu morza

Lokalne i eustatyczne

Zobacz też: Eustatyczny poziom morza
Cykle wodne między oceanem, atmosferą i lodowcami

Lokalny średni poziom morza (LMSL) definiuje się jako wysokość morza w stosunku do punktu odniesienia na lądzie, uśrednioną w okresie (takim jak miesiąc lub rok) wystarczająco długim, aby wygładzić wahania spowodowane przez fale i pływy . Należy dostosować postrzegane zmiany w LMSL, aby uwzględnić pionowe ruchy lądu, które mogą być tego samego rzędu (mm/rok) co zmiany poziomu morza . Niektóre ruchy lądowe występują z powodu izostatycznego dostosowania płaszcza do topnienia pokryw lodowych pod koniec ostatniej epoki lodowcowej . Ciężar pokrywy lodowej obniża leżący poniżej ląd, a kiedy lód topi się, ląd powoli się odbija . Zmiany w objętości lodu naziemnego wpływają również na lokalne i regionalne poziomy mórz poprzez ponowne dostosowanie geoidy i rzeczywistą wędrówkę bieguna . Ciśnienie atmosferyczne , prądy oceaniczne i lokalne zmiany temperatury oceanu mogą również wpływać na LMSL.

Eustatyczna zmiana poziomu mórz (w przeciwieństwie do zmian lokalnych) powoduje zmianę globalnego poziomu mórz w wyniku zmian objętości wody w oceanach świata lub zmian netto w objętości basenów oceanicznych .

Zmiany krótkoterminowe i okresowe

Globalny poziom mórz podczas ostatniego zlodowacenia
Topniejące lodowce powodują zmianę poziomu mórz

Istnieje wiele czynników, które mogą powodować krótkotrwałe (od kilku minut do 14 miesięcy) zmiany poziomu morza. Dwa główne mechanizmy powodują wzrost poziomu mórz. Po pierwsze, kurczący się lód lądowy, taki jak lodowce górskie i polarne pokrywy lodowe, uwalnia wodę do oceanów. Po drugie, wraz ze wzrostem temperatury oceanu cieplejsza woda rozszerza się.

Okresowe zmiany poziomu morza
Dobowe i półpołudniowe pływy astronomiczne 12–24 godz. P 0,2–10+ m
Pływy długookresowe    
Wariacje rotacyjne ( chybotanie Chandlera ) 14 miesięcy p
Wahania meteorologiczne i oceanograficzne
Ciśnienie atmosferyczne Godziny do miesięcy -0,7 do 1,3 m
Wiatry ( fale sztormowe ) 1–5 dni Do 5m
Parowanie i opady (mogą również przebiegać zgodnie ze schematem długoterminowym) Dni do tygodni  
Topografia powierzchni oceanu (zmiany gęstości wody i prądów) Dni do tygodni Do 1m
El Niño / oscylacja południowa 6 miesięcy co 5–10 lat Do 0,6 m
Wahania sezonowe
Wahania sezonowe bilansu wodnego między oceanami (Atlantyk, Pacyfik, Indie)    
Wahania sezonowe w nachyleniu powierzchni wody    
Spływ rzek/powodzie 2 miesiące 1 m
Sezonowe zmiany gęstości wody (temperatura i zasolenie ) 6 miesięcy 0,2m
Sesze
Sesze (fale stojące) Minuty do godzin Do 2 m
Trzęsienia ziemi
Tsunami (generują katastrofalne długookresowe fale) godziny Do 10 m
Nagła zmiana poziomu terenu Minuty Do 10 m

Ostatnie zmiany

Ta sekcja jest fragmentem Wzrostu poziomu morza .
Globalny wzrost poziomu mórz od 1880 do 2015 roku.

W latach 1901-2018 średni światowy poziom mórz wzrastał o 15–25 cm (6–10 cali), czyli 1–2 mm rocznie. Wskaźnik ten rośnie; poziom mórz rośnie obecnie w tempie 3,7 mm (0,146 cala) rocznie. Przyczyną są głównie zmiany klimatyczne spowodowane przez człowieka , ponieważ stale podgrzewają (a tym samym rozszerzają się) oceany i topią lądolody i lodowce . W latach 1993-2018 rozszerzalność cieplna wody przyczyniła się do wzrostu poziomu mórz o 42% (SLR); topnienie umiarkowanych lodowców przyczyniło się do 21%; Grenlandia wniosła 15%; I Antarktyda przyczyniła się do 8%. Ponieważ wzrost poziomu mórz opóźnia się ze zmianami temperatury na Ziemi , będzie on nadal przyspieszał od chwili obecnej do 2050 r. wyłącznie w odpowiedzi na już występujące ocieplenie; to, czy będzie dalej przyspieszać, zależy od emisji gazów cieplarnianych przez ludzi . jeśli globalne ocieplenie zostanie ograniczone do 1,5 ° C (2,7 ° F), to wzrost poziomu mórz nie przyspieszy, ale nadal wyniesie 2–3 m (7–10 stóp) w ciągu następnych 2000 lat, podczas gdy 2–6 m (7–20 stóp) wystąpiłoby, gdyby ocieplenie osiągnęło szczyt przy 2 ° C (3,6 ° F) i 19–22 metrów (62–72 stóp), gdyby osiągnęło szczyt przy 5 ° C (9,0 ° F).

Podnoszący się poziom mórz stwarza zarówno bezpośrednie ryzyko zalania niechronionych obszarów, jak i pośrednie zagrożenia ze strony wyższych sztormów , przypływów i tsunami . Są one również związane ze skutkami drugiego rzędu, takimi jak utrata ekosystemów przybrzeżnych, takich jak namorzyny , straty w produkcji roślinnej z powodu zasolenia wody słodkiej do nawadniania oraz zakłócenia w handlu morskim z powodu uszkodzonych portów . W skali globalnej już samo przewidywane podniesienie się poziomu mórz do 2050 r. narazi miejsca zamieszkałe obecnie przez dziesiątki milionów ludzi na coroczne powodzie. Może to wzrosnąć do setek milionów w ostatnich dziesięcioleciach stulecia, jeśli emisje gazów cieplarnianych nie zostaną drastycznie zmniejszone. Podczas gdy powolny wzrost poziomu mórz może zapewnić czas na przystosowanie się, takie jak budowa murów morskich , upływ czasu może również zwiększyć liczbę zagrożonych osób, ponieważ wiele obszarów przybrzeżnych charakteryzuje się dużym wzrostem liczby ludności. Później w tym stuleciu dotknięte zostaną kolejne miliony w miastach takich jak Miami , Rio de Janeiro , Osaka i Szanghaj pod ociepleniem o 3 ° C (5,4 ° F), co jest zbliżone do obecnej trajektorii.

Chociaż wzrost poziomu mórz ostatecznie wpływa na każdą populację przybrzeżną i wyspiarską na Ziemi, nie występuje on jednakowo ze względu na czynniki lokalne, takie jak pływy, prądy, burze, efekty tektoniczne i osiadanie gruntów . Co więcej, różnice w odporności i zdolności adaptacyjnej ekosystemów , sektorów i krajów ponownie oznaczają, że skutki będą bardzo zróżnicowane. Na przykład wzrost poziomu mórz wzdłuż wybrzeży USA (aw szczególności wzdłuż wschodniego wybrzeża USA ) jest już wyższy niż średnia światowa i oczekuje się, że do końca stulecia będzie 2 do 3 razy większy niż średnia światowa. Już Azja będzie regionem, w którym wzrost poziomu mórz dotknie większość ludzi. Osiem krajów azjatyckich — Bangladesz , Chiny , Indie , Indonezja , Japonia , Filipiny , Tajlandia i Wietnam — stanowią 70% światowej populacji narażonej na podnoszenie się poziomu mórz i osiadanie gruntów. Spośród 20 krajów najbardziej narażonych na wzrost poziomu mórz, 12 znajduje się w Azji. Obszary, które nie są bezpośrednio narażone na podnoszenie się poziomu mórz, nadal mogą być dotknięte problemami, takimi jak migracje na dużą skalę i zakłócenia gospodarcze. Wreszcie największy krótkoterminowy wpływ na populacje ludzkie będzie miał miejsce na nisko położonych wyspach Karaibów i Pacyfiku — wiele z nich stanie się niezdatnymi do zamieszkania w wyniku podniesienia się poziomu mórz pod koniec tego stulecia.

Społeczeństwa mogą przystosować się do wzrostu poziomu mórz na trzy sposoby: zarządzając odwrotem , dostosowując się do zmian na wybrzeżach lub chroniąc przed podnoszeniem się poziomu mórz poprzez twarde praktyki budowlane, takie jak falochrony lub miękkie podejścia, takie jak rekultywacja wydm i odżywianie plaż . Czasami te strategie adaptacyjne idą w parze; innym razem należy dokonywać wyborów spośród różnych strategii. Strategia zarządzanego odwrotu jest trudna, jeśli populacja danego obszaru szybko rośnie: jest to szczególnie dotkliwy problem dla Afryki , gdzie przewiduje się, że populacja nisko położonych obszarów przybrzeżnych wzrośnie o około 100 milionów ludzi w ciągu najbliższych 40 lat. Biedniejsze narody mogą również mieć trudności z wdrożeniem tych samych podejść do przystosowania się do wzrostu poziomu mórz, co bogatsze państwa, a wzrost poziomu mórz w niektórych miejscach może być spotęgowany przez inne problemy środowiskowe, takie jak osiadanie w tak zwanych tonących miastach . Ekosystemy przybrzeżne zwykle dostosowują się do podnoszącego się poziomu mórz, przemieszczając się w głąb lądu; ale może nie zawsze być w stanie to zrobić ze względu na naturalne lub sztuczne bariery.
Dalsze informacje: Zawartość ciepła w oceanach i Wpływ zmian klimatu na oceany

Lotnictwo

Główny artykuł: Wysokość w lotnictwie

Piloci mogą oszacować wysokość nad poziomem morza za pomocą wysokościomierza ustawionego na określone ciśnienie barometryczne . Ogólnie rzecz biorąc, ciśnienie używane do ustawienia wysokościomierza jest ciśnieniem barometrycznym, które panowałoby w MSL w regionie, nad którym odbywa się lot. To ciśnienie jest określane jako QNH lub „wysokościomierz” i jest przekazywane pilotowi drogą radiową z kontroli ruchu lotniczego (ATC) lub automatycznej usługi informacyjnej terminala (ATIS). Ponieważ wysokość terenu jest również odniesiona do MSL, pilot może oszacować wysokość nad ziemią, odejmując wysokość terenu od odczytu wysokościomierza. Mapy lotnicze podzielone są na pola, aw każdym z nich wyraźnie zaznaczona jest maksymalna wysokość terenu od MSL. Po przekroczeniu wysokości przejściowej wysokościomierz jest ustawiany na międzynarodowe ciśnienie atmosfery standardowej (ISA) w MSL, które wynosi 1013,25 hPa lub 29,92 inHg.

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Sea_level&oldid=1134685048 ”