Der größte Teil der Hydrosphäre der Erde, die das Festland des Planeten und der Inseln umgibt, wird als Weltozean bezeichnet. Es stellt sich jedoch eine logische Frage: Wie bestimmen Wissenschaftler die Änderung des Wasserspiegels? Immerhin bewegen sich die Kontinente ständig.
Satellitenpegelmessung
Um den Meeresspiegel regelmäßig zu messen, verwenden Wissenschaftler die Satellitenaltimetrie - eine relativ einfache und bequeme Methode. Diese Methode dient dazu, die Höhe des Satelliten relativ zur Oberfläche des Planeten aus der Zeit zu bestimmen, die benötigt wird, um das Signal nach Reflexion von der Oberfläche des Satelliten zu senden und zu empfangen.
Die Altimetrie wird in verschiedenen Bereichen erfolgreich eingesetzt: Ozeanologie, Geodäsie, Geologie usw. Sie können auch das Geoidmodell herausfinden - dies ist die Form, die der Ozean unter dem Einfluss der Erdrotation und der Schwerkraft annehmen könnte, wenn er nicht zusätzlich von Gezeiten und Wind beeinflusst würde.
Es funktioniert wie folgt. Der künstliche Satellit hat einen Höhenmesser oder Höhenmesser an Bord. Es gibt verschiedene Varianten eines solchen Geräts. Zum Beispiel ist es in jedem Flugzeug verfügbar und ermöglicht es dem Piloten, die Höhe zu bestimmen, in der er sich befindet. Wissenschaftler kennen die Koordinaten des Satelliten, die Koordinaten seiner Projektion auf die Erde und die Entfernung zwischen dem Satelliten und der Oberfläche des Ozeans. Somit wird auch der Meeresspiegel berechnet.
Interessante Tatsache: Die Satellitenaltimetrie ist eine relativ neue Methode, die erst seit etwa 40 Jahren angewendet wird. Der Satellit wurde zuerst von amerikanischen Wissenschaftlern gestartet, um den Meeresspiegel zu bestimmen. Dies geschah 1975. Der erste Satellit hieß GEOS-3. Er konnte die Höhe mit einer Genauigkeit von 50 cm einstellen. Moderne Geräte arbeiten mit einer Genauigkeit von 5 cm.
Bei der Bestimmung der Höhe des Ozeans sind Genauigkeit und Regelmäßigkeit der Beobachtungen wichtig. Daher werden Satelliten nach speziellen vorläufigen Berechnungen in Umlaufbahnen gebracht. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Umlaufbahn zu berechnen, z. B. die isomikroskopische Vermessung. Der Satellit wird in die Umlaufbahn gebracht, wo er mehrmals um die Erde fliegen muss - um mehrere Umdrehungen zu machen. In diesem Fall wird der Satellit bei jeder neuen Umdrehung um einen vorbestimmten konstanten Wert verschoben. Eine bestimmte Anzahl von Windungen bildet einen Bewegungszyklus. Nach seiner Fertigstellung kehrt der Satellit zu seinem Startpunkt zurück und wiederholt den Zyklus erneut.
In der Regel werden regelmäßig neue Satelliten gestartet. Das Schema ihrer Bewegung ist so konstruiert, dass es die gesamte Oberfläche des Planeten bedeckt. Infolgedessen kann ein imaginäres Gitter, das durch Satellitenpfade gebildet wird, um die Erde gelegt werden. Satelliten fliegen ungefähr 36 Mal pro Jahr auf jedem dieser Pfade und führen Isom-Route-Vermessungen durch, um Änderungen des Meeresspiegels aufzuzeichnen.
Bodenbasierte Wasserschwingungsmessung
Vor der Erfindung der Satellitenaltimetrie verwendeten die Wissenschaftler bodengestützte Methoden. Hydrometeorologische Stationen befinden sich an den Küsten. Sie sind mit Wassermesspfosten ausgestattet.Das einfachste Gerät zur Messung des Füllstands ist eine Wasseranzeige. Es ist fest im Boden verankert und soll sicherstellen, dass sich auch bei einem Mindestwasserstand die Markierung „0“ unter Wasser befindet. Um die Lamellen so weit wie möglich zu verstärken, werden Wellenbrecher, Pfeiler, Dämme und andere Strukturen verwendet.
Die Stationen haben auch spezielle Rekorder - Gezeitenmesser. Sie erfassen ständig Wasserstandsschwankungen. Mareographen sind schwimmfähig und hydrostatisch. Das statische Messgerät arbeitet nach dem Prinzip des Aneroidbarometers. Wenn sich der Meeresspiegel ändert, erkennen die Sensoren eine Druckänderung. Sie sind sehr empfindlich und werden in Unterwasserstrukturen oder in Brunnen installiert.
Die Schwimmervorrichtung arbeitet mit einem Schwimmer, der frei in einem speziellen Brunnen schwimmt, der über ein horizontales Rohr mit einem Reservoir verbunden ist. Die Schwankung des Schwimmers wird auf das Gerät übertragen und als Kurve auf dem Band aufgezeichnet.
Warum geben diese Methoden kein vollständiges Bild der Veränderungen des Meeresspiegels im Vergleich zur Satellitenaltimetrie? Weil sie nur in Küstengebieten eingesetzt werden können. Im offenen Ozean gibt es viele zusätzliche Faktoren, die den Wasserstand beeinflussen: Strömungen, ungleichmäßige Dichte der Wassermassen usw.
Änderungen des Meeresspiegels werden mithilfe der Satellitenaltimetrie aufgezeichnet. Künstliche Satelliten sind mit speziellen Instrumenten ausgestattet - Höhenmessern (wie in Flugzeugen) und werden in die Umlaufbahn gebracht. Satelliten machen zahlreiche Umdrehungen um die Erde und fotografieren ihre Oberfläche. Wenn man die Koordinaten des Satelliten, seine Projektion auf die Erde und die Entfernung zwischen dem Satelliten und der Oberfläche des Ozeans kennt, kann man auch seinen Pegel berechnen.
