Средний уровень моря ( MSL , часто сокращается до уровня моря ) — это средний уровень поверхности одного или нескольких прибрежных водоемов Земли , от которого можно измерить такие высоты, как высота . Глобальная MSL — это тип вертикальной базы данных (стандартизированной геодезической базы данных ), которая используется, например, в качестве базовой точки карты в картографии и морской навигации или в авиации как стандартный уровень моря , на котором измеряется атмосферное давление для калибровки . высота и, следовательно, эшелоны полета самолета . Вместо этого общий и относительно простой стандарт среднего уровня моря представляет собой долгосрочное среднее значение показаний мареографа в определенном эталонном месте. [1]
На уровень моря могут влиять многие факторы, и известно, что он сильно варьируется в геологических временных масштабах . Нынешний подъем уровня моря вызван главным образом антропогенным изменением климата . [2] Когда температура повышается, горные ледники и полярные ледниковые щиты тают, увеличивая количество воды в океанах, в то время как существующая морская вода также расширяется под воздействием тепла. Поскольку большая часть населенных пунктов и инфраструктуры была построена в ответ на более нормализованный уровень моря с ограниченными ожидаемыми изменениями, население, пострадавшее от повышения уровня моря, должно будет инвестировать в адаптацию к климату, чтобы смягчить наихудшие последствия или, когда население подвергается крайнему риску, процесс управляемого отступления . [3]
Термин «над уровнем моря» обычно относится к уровню выше среднего уровня моря (AMSL). Термин APSL означает «выше нынешнего уровня моря», сравнивая уровни моря в прошлом с сегодняшним уровнем.
Радиус Земли на уровне моря составляет 6 378,137 км (3 963,191 миль) на экваторе. Это 6 356,752 км (3 949,903 миль) на полюсах и в среднем 6 371 001 км (3 958,756 миль). [4] Этот сплющенный сфероид в сочетании с местными гравитационными аномалиями определяет геоид Земли, который приблизительно соответствует местному среднему уровню моря для мест в открытом океане. Геоид включает в себя значительную впадину в Индийском океане , поверхность которой опускается на 106 м (348 футов) ниже среднего глобального уровня моря (исключая незначительные воздействия, такие как приливы и течения). [5]
Точное определение «среднего уровня моря» затруднено из-за множества факторов, влияющих на уровень моря. [6] Мгновенный уровень моря существенно варьируется в нескольких масштабах времени и пространства. Это потому, что море находится в постоянном движении, на него влияют приливы, ветер , атмосферное давление, местные гравитационные различия, температура, соленость и так далее. Средний уровень моря в определенном месте может быть рассчитан за длительный период времени и использован в качестве исходной точки . Например, почасовые измерения могут быть усреднены за полный 19-летний лунный цикл Metonic, чтобы определить средний уровень моря на официальном уровнемере . [7]
Уровень стоячей воды или уровень моря в стоячей воде (SWL) — это уровень моря с усредненными движениями, такими как ветровые волны . [8] Тогда MSL подразумевает, что SWL дополнительно усредняется за период времени, так что изменения, вызванные, например, приливами , также имеют нулевое среднее значение. Глобальное значение MSL означает пространственное среднее значение по всей площади океана, обычно с использованием больших наборов мареографов и/или спутниковых измерений. [7]
Часто измеряют стоимость MSL по отношению к земле; следовательно, изменение относительного уровня моря или ( относительного уровня моря ) может быть результатом реального изменения уровня моря или изменения высоты суши, на которой работает маремер, или того и другого. В Великобритании отсчет боеприпасов (высота 0 метров на картах Великобритании) — это средний уровень моря, измеренный в Ньюлине в Корнуолле между 1915 и 1921 годами . [9] До 1921 года отсчетом по вертикали была MSL в доке Виктория в Ливерпуле . Со времен Российской империи , в России и других ее бывших частях, ныне независимых государствах, уровень моря измеряется от нулевой отметки Кронштадтского морского уровнемера. В Гонконге «mPD» — это геодезический термин, означающий «метры над основной нулевой отметкой» и относящийся к высоте 0,146 м над нулевой отметкой карты [10] и 1,304 м ниже среднего уровня моря. Во Франции Marégraphe в Марселе непрерывно измеряет уровень моря с 1883 года и предлагает самые длинные сопоставленные данные об уровне моря. Он используется для части континентальной Европы и большей части Африки в качестве официального уровня моря. Испания использует эталонную высоту для измерения высот ниже или над уровнем моря в Аликанте , а Европейская вертикальная система отсчета откалибрована по высоте Амстердама Пейля , которая датируется 1690-ми годами.
Спутниковые высотомеры производят точные измерения уровня моря с момента запуска TOPEX / Poseidon в 1992 году . Спутник Джейсон-2 в 2008 году.
Высота над средним уровнем моря ( AMSL ) — это высота (на земле) или высота (в воздухе) объекта относительно эталонной точки отсчета среднего уровня моря (MSL). Он также используется в авиации, где некоторые высоты регистрируются и сообщаются относительно среднего уровня моря (в отличие от уровня полета ), а также в науках об атмосфере и при топографической съемке . Альтернативой является измерение высоты на основе опорного эллипсоида, аппроксимирующего всю Землю, что и делают такие системы, как GPS . В авиации для определения высот все чаще используется эталонный эллипсоид, известный как WGS84 ; однако между высотой этого эллипсоида и местным средним уровнем моря существует разница до 100 метров (328 футов). [5] Другой альтернативой является использование вертикальной системы отсчета на основе геоида , такой как NAVD88 и глобальный EGM96 (часть WGS84). Детали различаются в разных странах.
Когда речь идет о географических объектах, таких как горы, на топографической карте изменения высот отображаются контурными линиями . Самая высокая точка или вершина горы обычно обозначается высотой AMSL в метрах, футах или и том, и другом. В необычных случаях, когда участок земли находится ниже уровня моря, например, в Долине Смерти, Калифорния , высота AMSL отрицательна.
Часто необходимо сравнить локальную высоту средней поверхности моря с «ровной» базовой поверхностью или геодезической базой, называемой геоидом . В отсутствие внешних сил местный средний уровень моря совпадал бы с этой поверхностью геоида, являясь эквипотенциальной поверхностью гравитационного поля Земли , которая сама по себе не соответствует простой сфере или эллипсоиду и демонстрирует гравитационные аномалии , подобные измеренным. спутниками НАСА GRACE . В действительности, поверхность геоида не наблюдается напрямую, даже в среднем за многолетний период, из-за океанских течений, изменений давления воздуха, изменений температуры и солености и т. д. Зависимое от местоположения, но постоянное во времени разделение между местным средним уровнем моря и геоид называется (средней) топографией поверхности океана . Во всем мире оно варьируется в диапазоне ± 2 м.
Для описания изменяющихся отношений между уровнем моря и сушей используется несколько терминов.
Таяние ледников в конце ледниковых периодов приводит к изостатическому послеледниковому отскоку , когда земля поднимается после удаления веса льда. И наоборот, на более старых вулканических островах наблюдается относительное повышение уровня моря из-за изостатического опускания под тяжестью остывающих вулканов. Проседание суши из-за отвода грунтовых вод является еще одной изостатической причиной относительного повышения уровня моря.
На планетах, на которых нет жидкого океана, планетологи могут рассчитать «среднюю высоту», усредняя высоты всех точек на поверхности. Эта высота, иногда называемая «уровнем моря» или высотой нулевого уровня , эквивалентно служит ориентиром для высоты планетарных объектов.
Местный средний уровень моря (LMSL) определяется как высота моря по отношению к сухопутной отметке, усредненная за достаточно длительный период времени, чтобы сглаживались колебания, вызванные волнами и приливами , обычно за год или более. Необходимо скорректировать воспринимаемые изменения в LMSL, чтобы учесть вертикальные движения суши, которые могут происходить со скоростью, аналогичной изменениям уровня моря (миллиметры в год).
Некоторые перемещения суши происходят из-за изостатической адаптации к таянию ледниковых щитов в конце последнего ледникового периода . Вес ледникового покрова давит на нижележащую землю, и когда лед тает, земля медленно восстанавливается . Изменения объема наземного льда также влияют на местный и региональный уровень моря за счет корректировки геоида и истинного полярного блуждания . Атмосферное давление , океанские течения и местные изменения температуры океана также могут повлиять на LMSL.
Эвстатическое изменение уровня моря (глобальное, а не локальное изменение) происходит из-за изменения либо объема воды в мировом океане, либо объема океанических бассейнов . [15] В настоящее время два основных механизма вызывают эвстатическое повышение уровня моря. Во-первых, сокращение материкового льда, такого как горные ледники и полярные ледниковые щиты, приводит к выбросу воды в океаны. Во-вторых, по мере повышения температуры океана более теплая вода расширяется. [16]
Многие факторы могут вызвать краткосрочные изменения уровня моря, обычно в пределах нескольких метров, в сроки от минут до месяцев:
В период с 1901 по 2018 год средний глобальный уровень моря поднялся на 15–25 см (6–10 дюймов), или в среднем на 1–2 мм в год. [17] За десятилетие 2013–2022 годов эта скорость ускорилась до 4,62 мм/год. [18] Основной причиной является изменение климата в результате деятельности человека. [19] : 5, 8 В период с 1993 по 2018 год на тепловое расширение воды приходилось 42% повышения уровня моря. На таяние ледников умеренного пояса приходится 21%, на долю Гренландии приходится 15%, а на Антарктиду - 8%. [20] : 1576 г. Повышение уровня моря отстает от изменений температуры Земли . Таким образом, повышение уровня моря будет продолжать ускоряться до 2050 года в ответ на уже происходящее потепление. [21] Что произойдет после этого, зависит от выбросов парниковых газов человеком . Повышение уровня моря может замедлиться между 2050 и 2100 годами, если произойдет резкое сокращение выбросов. К 2100 году он может достичь чуть более 30 см (1 фута). При высоких выбросах он может ускориться. Он мог подняться на 1 м ( 3+1 ⁄ фута ) или даже2 м ( 6+1 ⁄ фута ) к тому времени. [19] [22] В долгосрочной перспективе повышение уровня моря составит 2–3 м (7–10 футов) в течение следующих 2000 лет, если потепление достигнет 1,5 °C (2,7 °F). Если пик потепления достигнет 5 ° C (9,0 ° F), он составит 19–22 метра (62–72 фута). [19] : 21
Повышение уровня моря в конечном итоге влияет на каждое прибрежное и островное население Земли. [23] [24] Это может произойти из-за наводнений, сильных штормовых нагонов , королевских приливов и цунами . Они имеют множество побочных эффектов. Они приводят к утрате прибрежных экосистем, таких как мангровые заросли . Производство сельскохозяйственных культур падает из-за засоления оросительной воды , а повреждение портов нарушает морскую торговлю. [25] [26] [27] Повышение уровня моря, прогнозируемое к 2050 году, подвергнет места, в которых в настоящее время проживают десятки миллионов человек, ежегодным наводнениям. Без резкого сокращения выбросов парниковых газов их число может увеличиться до сотен миллионов в последние десятилетия этого столетия. [28] Районы, не подвергающиеся непосредственному воздействию повышения уровня моря, могут пострадать от крупномасштабной миграции и экономических потрясений.
В то же время местные факторы, такие как диапазон приливов или оседание суши , а также различная устойчивость и адаптационная способность отдельных экосистем, секторов и стран, будут сильно влиять на тяжесть последствий. [29] Например, повышение уровня моря в Соединенных Штатах (особенно вдоль восточного побережья США ) уже выше, чем в среднем по миру, и, как ожидается, к концу столетия будет в 2–3 раза выше, чем в среднем по миру. [30] [31] Тем не менее, из 20 стран, наиболее подверженных повышению уровня моря, 12 находятся в Азии . На Бангладеш , Китай , Индию , Индонезию , Японию , Филиппины , Таиланд и Вьетнам в совокупности приходится 70% мирового населения, подверженного повышению уровня моря и оседанию суши. [32] Наконец, наибольшее воздействие на население в краткосрочной перспективе произойдет на низменных островах Карибского бассейна и Тихого океана — многие из них станут непригодными для жизни из-за повышения уровня моря в конце этого столетия. [33]
Общества могут адаптироваться к повышению уровня моря тремя способами: путем управляемого отступления , приспосабливаясь к изменениям в прибрежной зоне или защищаясь от повышения уровня моря с помощью жестких методов строительства, таких как дамбы [34] , или мягких подходов, таких как восстановление дюн и питание пляжей . Иногда эти стратегии адаптации идут рука об руку; в других случаях приходится делать выбор между различными стратегиями. [35] Стратегия управляемого отступления затруднена, если население территории быстро увеличивается: это особенно острая проблема для Африки , где, по прогнозам, население низменных прибрежных районов увеличится примерно на 100 миллионов человек в течение следующих 40 лет. [36] Бедным странам также может быть сложно реализовать те же подходы к адаптации к повышению уровня моря, что и более богатым государствам, а повышение уровня моря в некоторых местах может усугубляться другими экологическими проблемами, такими как оседание так называемых тонущих городов . [37] Прибрежные экосистемы обычно адаптируются к повышению уровня моря, перемещаясь вглубь суши; но не всегда может это сделать из-за естественных или искусственных препятствий. [38]Пилоты могут оценить высоту над уровнем моря с помощью высотомера , настроенного на определенное барометрическое давление . Обычно давление, используемое для установки высотомера, представляет собой барометрическое давление, которое будет существовать на высоте над уровнем моря в регионе, над которым пролетают. Это давление называется QNH или «высотомером» и передается пилоту по радио от диспетчерской службы воздушного движения (УВД) или автоматической службы информации о терминале (ATIS). Поскольку высота местности также привязана к MSL, пилот может оценить высоту над землей, вычитая высоту местности из показаний высотомера. Авиационные карты разделены на ячейки, и в каждой ячейке четко указана максимальная высота местности от MSL. После превышения высоты перехода высотомер устанавливается на давление международного стандарта атмосферы (ISA) на уровне MSL, которое составляет 1013,25 гПа или 29,92 дюйма рт. ст. [39]
Номер пресс-релиза: 21042023.
Это соответствует среднему повышению уровня моря примерно на 7,5 см за весь период альтиметрии.
Что еще более важно, кривая GMSL показывает чистое ускорение, которое оценивается в 0,08 мм/год
2
.
Вставка SYN-1: Устойчивое потепление может привести к серьезным последствиям