Введение

Географическая отметка, от которой измеряются различные высоты. Средний уровень моря (СУМ, часто сокращается до уровня моря) – это средний уровень поверхности одного или нескольких прибрежных водоемов Земли, относительно которого измеряются высоты, такие как абсолютная высота. Глобальный СУМ является типом вертикальной геодезической отметки, стандартизированного геодезического ориентира, который используется, например, в качестве глубины для картографирования и морской навигации, или в авиации – в качестве стандартного уровня моря, при котором измеряется атмосферное давление для калибровки высоты и, следовательно, эшелонов полета воздушных судов. Распространенным и относительно простым стандартом СУМ является долгосрочное среднее значение показаний уровнемеров в определенной опорной точке. На уровень моря могут влиять многие факторы, и известно, что он значительно менялся в геологическом времени. Современный рост уровня моря в основном вызван антропогенными изменениями климата. При повышении температуры тают горные ледники и полярные ледяные щиты, увеличивая объем воды в океанах, при этом существующая морская вода также расширяется при нагревании. Поскольку большая часть населенных пунктов и инфраструктуры была построена исходя из более стабильного уровня моря с ограниченными ожидаемыми изменениями, население, затронутое повышением уровня моря, должно будет инвестировать в адаптацию к изменению климата для смягчения наихудших последствий или, в случае экстремального риска, в процесс управляемого отступления. Термин «выше уровня моря» обычно относится к высоте над средним уровнем моря (НАСУМ). Термин APSL означает «выше современного уровня моря», сравнивая уровни моря в прошлом с текущим уровнем. Радиус Земли на уровне моря составляет 6 378,137 км на экваторе, 6 356,752 км на полюсах и в среднем 6 371,001 км. Этот сплюснутый сфероид в сочетании с локальными гравитационными аномалиями определяет геоид Земли, который аппроксимирует локальный средний уровень моря для участков в открытом океане. Геоид включает в себя значительное понижение в Индийском океане, поверхность которого опускается ниже глобального среднего уровня моря (исключая незначительные эффекты, такие как приливы и течения).

Измерение

Точное определение "среднего уровня моря" затруднительно из-за множества факторов, влияющих на уровень моря. Мгновенный уровень моря существенно изменяется в различных масштабах времени и пространства. Это обусловлено тем, что море находится в постоянном движении, испытывая влияние приливов, ветра, атмосферного давления, локальных гравитационных различий, температуры, солености и так далее. Средний уровень моря в конкретной точке может быть рассчитан за продолжительный период времени и использован в качестве отметки уровня. Например, почасовые измерения могут быть усреднены за полный 19-летний лунный цикл для определения среднего уровня моря на официальном приливном посту. Уровень спокойной воды или уровень моря при отсутствии волнения (SWL) – это уровень моря, усредненный по отношению к движениям, таким как ветровые волны. MSL, в свою очередь, подразумевает SWL, дополнительно усредненный за определенный период времени, чтобы изменения, вызванные, например, приливами, также имели нулевое среднее значение. Глобальный MSL относится к пространственному среднему значению по всей площади океана, обычно получаемому на основе больших массивов данных с приливных постов и/или спутниковых измерений. До 1921 года вертикальной отметкой служил MSL в доке Виктория, Ливерпуль. С времен Российской империи в России и других ее бывших частях, ныне независимых государствах, уровень моря измеряется от нулевого уровня Кронштадтского футштока. В Гонконге "mPD" – это геодезический термин, означающий "метры над основной отметкой" и обозначает высоту над уровнем карты и ниже среднего уровня моря. Во Франции мареограф в Марселе непрерывно измеряет уровень моря с 1883 года и предоставляет самые продолжительные данные об уровне моря. Он используется в качестве официальной отметки уровня моря для части континентальной Европы и большей части Африки. Испания использует отметку в Аликанте для измерения высот ниже или выше уровня моря, в то время как Европейская вертикальная система отсчета калибрована по высоте Амстердамского уровня, история которого восходит к 1690-м годам. Спутниковые альтиметры выполняют точные измерения уровня моря с момента запуска TOPEX/Poseidon в 1992 году. Совместная миссия NASA и CNES, TOPEX/Poseidon, была продолжена миссией Jason 1 в 2001 году и миссией Ocean Surface Topography Mission на спутнике Jason 2 в 2008 году.

Высота над средним уровнем моря

Высота над средним уровнем моря (AMSL) — это высота (на поверхности земли) или абсолютная высота (в воздухе) объекта относительно условной отметки среднего уровня моря (MSL). Она также используется в авиации, где некоторые высоты регистрируются и докладываются относительно среднего уровня моря (в отличие от эшелона), в атмосферных науках и геодезии. Альтернативный подход — основывать измерения высоты на эталонном эллипсоиде, аппроксимирующем форму Земли, что и делают системы, такие как GPS. В авиации для определения высоты все чаще используется эталонный эллипсоид WGS84; однако разница между высотой, определенной по этому эллипсоиду, и местным средним уровнем моря может достигать.

Сухая земля

Для описания меняющихся взаимосвязей между уровнем моря и сушей используется несколько терминов. "Относительный" означает изменение относительно фиксированной точки в осадочном разрезе. "Эустатический" относится к глобальным изменениям уровня моря относительно фиксированной точки, такой как центр Земли, например, в результате таяния ледяных щитов. "Стерический" описывает глобальные изменения уровня моря, вызванные тепловым расширением и изменениями солености. "Изостатический" означает изменения уровня суши относительно фиксированной точки в земной коре, возможно, из-за тепловой плавучести или тектонических эффектов, без учета изменений объема воды в океанах. Таяние ледников в конце ледниковых периодов приводит к изостатическому послеледниковому поднятию, когда суша поднимается после снятия веса льда. Напротив, старые вулканические острова испытывают относительное повышение уровня моря из-за изостатического опускания под весом остывающих вулканов. Оседание суши вследствие извлечения подземных вод является еще одной изостатической причиной относительного повышения уровня моря. На планетах, не имеющих жидкого океана, планетологи могут вычислить "среднюю высоту", усредняя высоты всех точек на поверхности. Эта высота, иногда называемая "уровнем моря" или нулевой отметкой, служит эквивалентной точкой отсчета для высоты планетарных объектов.

Местные и эвстатические

Местный средний уровень моря (LMSL) определяется как высота уровня моря относительно наземного ориентира, усредненная за достаточно длительный период времени, чтобы сгладить колебания, вызванные волнами и приливами, обычно год или более. Необходимо учитывать вертикальные движения суши при оценке изменений LMSL, поскольку они могут происходить со скоростью, сопоставимой с изменениями уровня моря (миллиметры в год). Некоторые движения суши обусловлены изостатической компенсацией после таяния ледниковых щитов в конце последнего ледникового периода. Вес ледникового покрова оказывает давление на земную кору, и после таяния льда земля медленно поднимается. Изменения объема льда на суше также влияют на местные и региональные уровни моря посредством перестройки геоида и истинного полярного блуждания. Атмосферное давление, океанические течения и локальные изменения температуры океана также могут оказывать влияние на LMSL. Эустатическое изменение уровня моря (глобальное, в отличие от локального изменения) происходит из-за изменения объема воды в мировом океане или объема океанических бассейнов. В настоящее время два основных механизма приводят к повышению эустатического уровня моря. Во-первых, уменьшение площади суши, покрытой льдом, такого как горные ледники и полярные ледниковые щиты, приводит к высвобождению воды в океан. Во-вторых, по мере повышения температуры океана вода расширяется.

Авиация

Пилоты могут определять высоту над уровнем моря с помощью высотомера, установленного на заданное барометрическое давление. Обычно для установки высотомера используется барометрическое давление, которое существует на уровне моря (MSL) в районе полета. Это давление обозначается как QNH или "высота" и передается пилоту по радиосвязи от управления воздушным движением (ATC) или автоматической службы аэронавигационной информации (ATIS). Поскольку высота местности также отсчитывается от уровня моря (MSL), пилот может оценить высоту над землей, вычитая высоту местности из показаний высотомера. Авиационные карты разделены на секции, и в каждой секции четко указана максимальная высота местности над уровнем моря (MSL). После достижения переходной высоты, высотомер устанавливается на давление международной стандартной атмосферы (ISA) на уровне моря (MSL), которое составляет 1013,25 гПа или 29,92 дюйма ртутного столба.