В топографии , выступ или относительная высота (также называемая автономной высотой и падением плеча в американском английском, и падением в британском английском) измеряет высоту вершины горы или холма относительно самой низкой контурной линии, окружающей ее, но не содержащей более высокой вершины внутри нее. Это мера независимости вершины . Ключевое седло («седло») вокруг вершины является уникальной точкой на этой контурной линии, а родительская вершина — это некоторая более высокая гора, выбранная в соответствии с различными критериями.
Выступ вершины — это наименьшее падение высоты, необходимое для того, чтобы добраться от вершины до любой более высокой местности. Это можно рассчитать для данной вершины следующим образом: для каждого пути, соединяющего вершину с более высокой местностью, найдите самую низкую точку на пути; ключевой седл ( или самая высокая седловина , или связующий седл , или звено ) определяется как самая высокая из этих точек вдоль всех соединительных путей; выступание — это разница между высотой вершины и высотой ее ключевого седла. На данном участке суши выступание самой высокой вершины будет идентично ее высоте. [1] Альтернативное эквивалентное определение заключается в том, что выступание — это высота вершины вершины над самой низкой контурной линией, окружающей ее, но не содержащей более высокой вершины внутри нее; см. Рисунок 1.
Родительская вершина может быть как близко, так и далеко от рассматриваемой вершины. Вершиной Эвереста является родительская вершина Аконкагуа в Аргентине на расстоянии 17 755 км (11 032 миль), а также родительская вершина Южной вершины Эвереста на расстоянии 360 м (1200 футов). Ключевая седловина также может быть близко к рассматриваемой вершине или далеко от нее. Ключевой седловиной для Аконкагуа, если не учитывать уровень моря, является Берингов пролив на расстоянии 13 655 км (8 485 миль). Ключевая седловина для Южной вершины Эвереста находится на расстоянии около 100 м (330 футов).
Способ визуализации возвышенности — представить себе повышение уровня моря, так что родительская вершина и вершина субъекта станут двумя отдельными островами. Затем опускайте его до тех пор, пока между двумя островами не образуется крошечный сухопутный мост. Этот сухопутный мост — ключевая седловина вершины субъекта, а возвышенность вершины — это ее высота над этой ключевой седловиной.
Выдающаяся высота интересна многим альпинистам , поскольку это объективное измерение, которое тесно связано с субъективной значимостью вершины. Пики с низкой выдающейся высотой являются либо вспомогательными вершинами более высокой вершины, либо относительно незначительными независимыми вершинами. Пики с высокой выдающейся высотой, как правило, являются самыми высокими точками вокруг и, скорее всего, имеют необыкновенные виды.
Только вершины с достаточной степенью возвышенности считаются независимыми горами. Например, вторая по высоте гора в мире — К2 (высота 8611 м, возвышенность 4017 м). Хотя Южная вершина Эвереста (высота 8749 м, возвышенность 11 м [ 2] ) выше К2, она не считается независимой горой, поскольку является субвершиной главной вершины (которая имеет высоту и возвышенность 8848 м).
Во многих списках гор в качестве критерия для включения в список используется топографическая выдаемость, или пороговое значение . В книге Джона и Энн Наттолл «Горы Англии и Уэльса» используется пороговое значение в 15 м (около 50 футов), а в списке Мэрилин Алана Доусона — 150 м (около 500 футов). (Список Доусона и термин «Мэрилин» ограничены Великобританией и Ирландией). В смежных Соединенных Штатах в знаменитом списке « четырнадцатилетних » (вершины высотой 14 000 футов / 4268 м) используется пороговое значение в 300 футов / 91 м (за некоторыми исключениями). Также в США высота в 2000 футов (610 м) стала неформальным порогом, который означает, что вершина имеет большую высоту. Списки с высоким пороговым значением топографической выдаемости, как правило, отдают предпочтение изолированным вершинам или тем, которые являются самой высокой точкой своего массива ; низкое значение, как у Наттоллов, приводит к списку со многими вершинами, которые некоторые могут посчитать незначительными.
Хотя использование проминенции в качестве порогового значения для формирования списка пиков, ранжированных по высоте, является стандартным и наиболее распространенным применением этой концепции, также возможно использовать проминенцию как меру гор как таковую. Это создает списки пиков, ранжированных по проминенции , которые качественно отличаются от списков, ранжированных по высоте. Такие списки, как правило, подчеркивают изолированные высокие пики, такие как высокие точки хребта или острова и стратовулканы . Одним из преимуществ списка, ранжированного по проминенции, является то, что он не нуждается в пороговом значении, поскольку пик с высокой проминенцией автоматически является независимым пиком.
Обычно родительскую вершину пика определяют как определенную вершину в более высокой местности, соединенную с вершиной ключевой перемычкой. Если есть много более высоких вершин, существуют различные способы определения того, какая из них является родительской, не обязательно основанные на геологических или геоморфологических факторах. Отношение «родитель» определяет иерархию, которая определяет некоторые вершины как подвершики других. Например, на рисунке 1 средняя вершина является подвершиком правой вершины, которая является подвершиком левой вершины, которая является самой высокой точкой на своем участке суши. В этом примере нет никаких разногласий относительно иерархии; на практике существуют различные определения родительской вершины. Эти различные определения приведены ниже.
Также известное как происхождение острова возвышенности , это определяется следующим образом. На рисунке 2 ключевой седловина пика A находится в месте встречи двух замкнутых контуров, один из которых окружает A (и нет более высоких пиков), а другой содержит по крайней мере один более высокий пик. Окружающий родитель A является самым высоким пиком, который находится внутри этого другого контура. В терминах модели падающего моря два контура вместе ограничивают «остров», с двумя частями, соединенными перешейком в ключевом седловине. Окружающий родитель является самой высокой точкой на всем этом острове.
Например, родительская окружность Монблана , самой высокой вершины Альп , — это гора Эверест . Ключевая седловина Монблана — это участок низменности около Онежского озера на северо-западе России (на высоте 113 м (371 фут) над уровнем моря), на водоразделе между землями, впадающими в Балтийское и Каспийское моря . Это место встречи двух контуров высотой 113 м (371 фут), один из которых охватывает Монблан; другой контур охватывает гору Эверест. Этот пример показывает, что родительская окружность может находиться очень далеко от рассматриваемой вершины, когда ключевая седловина низкая.
Это означает, что, хотя и просто определить, родительский элемент окружения часто не удовлетворяет интуитивному требованию, что родительский пик должен быть близок к дочернему пику. Например, одно из распространенных применений понятия родитель — прояснить местоположение пика. Если мы говорим, что вершина А имеет Монблан в качестве родителя, мы ожидаем найти вершину А где-то недалеко от Монблана. Это не всегда так для различных концепций родителя и, скорее всего, не так для родительского элемента окружения.
Рисунок 3 показывает схематический ряд пиков с цветом, лежащим под второстепенными пиками, указывающим на родительский элемент окружения. В этом случае родительский элемент окружения M — H, тогда как интуитивное представление может быть таковым, что родительский элемент — L. Действительно, если бы col "k" был немного ниже, L был бы истинным родительским элементом окружения.
Окружающий родитель — это наивысший возможный родитель для пика; все остальные определения указывают на (возможно, другой) пик на объединенном острове, «более близкий» пик, чем окружающий родитель (если он есть), который все еще «лучше», чем рассматриваемый пик. Различия заключаются в том, какие критерии используются для определения «ближе» и «лучше».
(Выдающуюся) родительскую вершину вершины А можно найти, разделив рассматриваемый остров или регион на территории, проследив два гидрографических стока, по одному в каждом направлении, вниз от ключевого седла каждой вершины, которая более выдающаяся, чем вершина А. Родительская вершина — это вершина, на территории которой находится вершина А.
Для холмов с низкой выдающейся высотой в Британии иногда используется определение «родительская Мэрилин » для классификации низких холмов («Мэрилин» — британский термин для холма с выдающейся высотой не менее 150 м). [3] [4] Это определяется путем деления рассматриваемого региона Британии на территории, по одной для каждого Мэрилин . Родительская Мэрилин — это Мэрилин, на территории которой находится вершина холма. Если холм находится на острове (в Британии), самая высокая точка которого менее 150 м, у него нет родительской Мэрилин.
Prominence parentage — единственное определение, используемое на Британских островах , поскольку encirclement parentage распадается, когда ключевой col приближается к уровню моря. Используя определение encirclement, родителем почти любого небольшого холма в низменной прибрежной зоне будет Ben Nevis , бесполезный и запутанный результат. Между тем, "height" parentage (см. ниже) не используется, поскольку нет очевидного выбора отсечки.
Этот выбор метода может поначалу показаться произвольным, но он обеспечивает каждый холм четким и недвусмысленным родительским пиком, который выше и более выдающимся, чем сам холм, и в то же время соединен с ним (через линии хребта). Родитель низкого холма также обычно будет находиться поблизости; это становится менее вероятным по мере увеличения высоты и выдаемости холма. Используя происхождение выдаемости, можно создать «иерархию» пиков, восходящую к самой высокой точке острова. [5] Одна такая цепочка в Британии будет выглядеть так:
Биллиндж-Хилл → Винтер-Хилл → Хейл-Сторм-Хилл → Боулсворт-Хилл → Киндер-Скаут → Кросс-Фелл → Хелвеллин → Скофел-Пайк → Сноудон → Бен-Невис .
На каждом этапе цепочки увеличивается как высота, так и известность.
Линейное происхождение, также называемое происхождением по высоте, похоже на происхождение по выдающимся признакам, но требует критерия отсечения выдающихся признаков. Высотный родитель — это ближайший пик к пику A (вдоль всех хребтов, соединенных с A), который имеет большую высоту, чем A, и удовлетворяет некоторым критериям выдающихся признаков.
Недостатком этой концепции является то, что она противоречит интуиции, что родительский пик всегда должен быть более значимым, чем его потомок. Однако ее можно использовать для построения целой родословной для пика, которая содержит большой объем информации о положении пика.
В целом анализ родителей и родословных тесно связан с изучением топологии водоразделов .
Изменение ландшафта людьми и наличие водных объектов может привести к проблемам в выборе местоположения и высоты вершины или седловины. В Великобритании обширное обсуждение привело к протоколу [6] , который был принят основными источниками данных о возвышенностях в Великобритании и Ирландии. [4] [7] Другие источники данных обычно игнорируют изменения, внесенные человеком, но эта конвенция не является общепризнанной; например, некоторые авторы не учитывают современные структуры, но допускают древние. Другое разногласие касается удаления вершин гор , хотя для высоковыдающихся вершин (и для низковыдающихся субпиков с нетронутыми вершинами) разница в значениях возвышенностей для двух конвенций обычно относительно невелика.
Ключевой col и родительский пик часто близки к подпику, но это не всегда так, особенно когда ключевой col относительно низок. Только с появлением компьютерных программ и географических баз данных стал возможен тщательный анализ [ необходима цитата ] .
Например, ключевая вершина Денали на Аляске (6194 м) — это 56-метровая вершина около озера Никарагуа . Окружающая материнская вершина Денали — Аконкагуа (6960 м) в Аргентине , а ее возвышенность составляет 6138 м. (Чтобы еще раз проиллюстрировать модель возвышенности, связанную с повышением уровня моря, если бы уровень моря поднялся на 56 м, Северная и Южная Америка были бы отдельными континентами, а Денали находился бы на высоте 6138 м, что соответствует его нынешней возвышенности, над уровнем моря. На немного более низком уровне континенты все еще были бы соединены, а высшей точкой объединенного массива суши была бы Аконкагуа, окружающая материнская вершина.)
Хотя вполне естественно, что Аконкагуа является родителем Денали, поскольку Денали — крупная вершина, рассмотрим следующую ситуацию: Пик А — небольшой холм на побережье Аляски высотой 100 м и ключевой седловиной 50 м. Тогда родительским пиком окружения Пика А также является Аконкагуа, хотя ближе к Пику А будет много пиков, которые намного выше и более заметны, чем Пик А (например, Денали). Это иллюстрирует недостаток использования родительского пика окружения.
Холм в низменной местности, например, в Нидерландах , часто является прямым потомком горы Эверест , его значимость примерно равна его высоте, а ключевое седло располагается у подножия холма или около него, например, значительно ниже ключевого седла Монблана высотой 113 метров .
Когда ключевой col для пика находится близко к самому пику, возвышенность легко вычисляется вручную с использованием топографической карты . Однако, когда ключевой col находится далеко или когда требуется вычислить возвышенность многих пиков одновременно, программное обеспечение может применить моделирование поверхностной сети к цифровой модели рельефа, чтобы найти точные или приблизительные ключевые col. [8] [9]
Поскольку топографические карты обычно показывают высоту с помощью контурных линий , точная высота обычно ограничена верхним и нижним контуром и не указывается точно. Расчеты возвышенностей могут использовать высокий контур (давая пессимистическую оценку [10] [11] ), низкий контур (давая оптимистическую оценку), их среднее значение (давая "средний" или "повышение" возвышенности [12] ) или интерполированное значение (обычное в Британии).
Выбор метода во многом зависит от предпочтений автора и исторического прецедента. Пессимистическая известность (а иногда и оптимистическая известность) в течение многих лет использовалась в списках США и других стран, но средняя известность становится предпочтительнее. [13]
Существует две разновидности топографической возвышенности: мокрая возвышенность и сухая возвышенность. [14] Мокрая возвышенность — это стандартная топографическая возвышенность, обсуждаемая в этой статье. Влажная возвышенность предполагает, что поверхность Земли включает в себя все постоянные водные, снежные и ледяные объекты. Таким образом, мокрая возвышенность самой высокой вершины океанического острова или суши всегда равна высоте вершины.
С другой стороны, сухое возвышение игнорирует водные, снежные и ледяные особенности и предполагает, что поверхность земли определяется твердым дном этих особенностей. Сухое возвышение вершины равно ее влажному возвышению, если только вершина не является самой высокой точкой суши или острова, или ее ключевая седловина не покрыта снегом или льдом. Если ее самая высокая поверхностная седловина находится на воде, снегу или льду, сухое возвышение этой вершины равно ее влажному возвышению плюс глубина ее самой высокой подводной седловины.
Поскольку на Земле нет вершины выше Эвереста , возвышенность Эвереста либо не определена, либо ее высота от самой низкой контурной линии. На сухой Земле самой низкой контурной линией была бы самая глубокая гидрологическая особенность, Бездна Челленджера , на глубине 10 924 м. Сухая возвышенность Эвереста будет равна этой глубине плюс влажная возвышенность Эвереста 8848 м, что в сумме составляет 19 772 м. [14] Сухая возвышенность Мауна-Кеа равна ее влажной возвышенности (4205 м) плюс глубина ее самой высокой подводной седловины (около 5125 м). Общая высота 9330 м, это больше, чем у любой горы, кроме Эвереста. [14] Сухая возвышенность Аконкагуа равна ее влажной возвышенности (6960 м) плюс глубина самой высокой подводной седловины Берингова пролива (около 40 м), или около 7000 м.
Стоит отметить, что Мауна-Кеа находится относительно близко к своему подводному ключевому седлу в Тихом океане, и соответствующая контурная линия, окружающая Мауна-Кеа, представляет собой относительно компактную область океанского дна. В то время как контурная линия вокруг Эвереста, которая находится ниже 9330 м от вершины Эвереста, окружила бы большинство основных континентов Земли. Даже просто окружая Афроевразию, контурная линия проходила бы через Берингов пролив с самым высоким подводным седлом около 40 м, или всего на 8888 м ниже вершины Эвереста. В результате, возвышенность Мауна-Кеа может быть субъективно более впечатляющей, чем у Эвереста, и некоторые авторитеты называют ее самой высокой горой от вершины до подводного основания. [15] [16] [17] [18] [19]
Сухой протуберанец также полезен для измерения подводных гор, находящихся под водой . Подводные горы имеют сухой топографический протуберанец, топографическую изоляцию и отрицательную топографическую высоту .
Точность значений протуберанца составляет около 100 м из-за неопределенности глубины зондирования океана. [14]