Lielāko daļu Zemes hidrosfēras, kas ieskauj planētas cietzemi un salas, sauc par Pasaules okeānu. Bet rodas loģisks jautājums: kā zinātnieki nosaka ūdens līmeņa izmaiņas? Galu galā kontinenti pastāvīgi pārvietojas.
Satelītu līmeņa mērīšana
Lai regulāri izmērītu okeāna līmeni, zinātnieki izmanto satelīta altimetriju - salīdzinoši vienkāršu un ērtu veidu. Šī metode ir paredzēta, lai noteiktu satelīta augstumu attiecībā pret planētas virsmu no laika, kas nepieciešams signāla nosūtīšanai un saņemšanai pēc atstarošanās no satelīta virsmas.
Altimetrija tiek veiksmīgi izmantota dažādās nozarēs: okeanoloģijā, ģeodēzijā, ģeoloģijā utt. Tas arī ļauj jums uzzināt ģeoīda modeli - tā ir forma, kuru okeāns varētu iegūt Zemes rotācijas un gravitācijas ietekmē, ja to papildus neietekmētu plūdmaiņas un vējš.
Tas darbojas šādi. Mākslīgajam satelītam ir altimetrs vai altimetrs. Šādas ierīces ir vairākas šķirnes. Piemēram, tas ir pieejams katrā gaisa kuģī un ļauj pilotam noteikt augstumu, kurā tas atrodas. Zinātnieki zina satelīta koordinātas, tā projekcijas uz Zemes koordinātas un attālumu starp satelītu un okeāna virsmu. Tādējādi tiek aprēķināts arī okeāna līmenis.
Interesants fakts: satelīta altimetrija ir salīdzinoši jauna metode, tā tiek izmantota tikai apmēram 40 gadus. Satelīts pirmo reizi tika palaists, lai amerikāņu zinātnieki noteiktu okeāna līmeni. Tas notika 1975. gadā. Pirmais satelīts sauca GEOS-3. Viņš varēja iestatīt augstumu ar precizitāti 50 cm. Mūsdienu ierīces darbojas ar precizitāti 5 cm.
Nosakot okeāna augstumu, svarīga ir novērojumu precizitāte un regularitāte. Tāpēc satelīti tiek palaisti orbītā saskaņā ar īpašiem provizoriskiem aprēķiniem. Orbītas aprēķināšanai ir vairāki veidi, piemēram, izomikroskopiskā aptauja. Satelīts tiek palaists orbītā, kur tam vairākas reizes jālido apkārt Zemei - lai veiktu vairākus pagriezienus. Šajā gadījumā ar katru jauno apgriezienu satelīts tiek mainīts par iepriekš noteiktu nemainīgu vērtību. Noteikts pagriezienu skaits veido kustības ciklu. Pēc tā pabeigšanas satelīts atgriežas sākuma punktā un atkārto ciklu vēlreiz.
Parasti regulāri tiek palaisti jauni satelīti. Viņu kustības shēma ir veidota tā, lai aptvertu visu planētas virsmu. Tā rezultātā iedomātu režģi, ko veido satelīta “ceļi”, var izvietot ap Zemi. Satelīti pa katru šādu ceļu lido apmēram 36 reizes gadā, veicot maršruta apsekojumus, lai reģistrētu okeāna līmeņa izmaiņas.
Ūdens vibrācijas mērīšana uz zemes
Pirms satelīta altimetrijas izgudrošanas zinātnieki izmantoja uz zemes balstītas metodes. Hidrometeoroloģiskās stacijas atrodas piekrastē. Tie ir aprīkoti ar ūdens mēraparātiem.Vienkāršākā ierīce, kas paredzēta līmeņa mērīšanai, ir ūdens mērītājs. Tas ir stingri nostiprināts zemē un ir paredzēts, lai nodrošinātu, ka pat ar minimālu ūdens līmeni “0” atzīme atradīsies zem ūdens. Lai pēc iespējas stiprinātu līstes, tiek izmantoti viļņlauži, piestātnes, aizsprosti un citas konstrukcijas.
Stacijām ir arī speciāli reģistratori - plūdmaiņu mērītāji. Viņi pastāvīgi reģistrē ūdens līmeņa svārstības. Mareogrāfi ir pludināmi un hidrostatiski. Statiskais mērītājs darbojas pēc aneroīdu barometra principa. Mainoties jūras līmenim, sensori uztver spiediena izmaiņas. Tie ir ļoti jutīgi un tiek uzstādīti zemūdens konstrukcijās vai akās.
Pludiņa ierīce darbojas ar pludiņa palīdzību, kas brīvi peld ar speciālu aku, kas ar horizontālu cauruli ir savienota ar dīķi. Pludiņa svārstības tiek pārraidītas uz ierīci un ierakstītas kā lentes līkne.
Kāpēc šīs metodes nesniedz pilnīgu priekšstatu par okeāna līmeņa izmaiņām, salīdzinot ar satelīta altimetriju? Tā kā tos var izmantot tikai piekrastes zonās. Atklātā okeānā ir daudz papildu faktoru, kas ietekmē ūdens līmeni: straumes, nevienmērīgs ūdens masu blīvums utt.
Jūras līmeņa izmaiņas reģistrē, izmantojot satelīta altimetriju. Mākslīgie pavadoņi ir aprīkoti ar īpašiem instrumentiem - altimetriem (tāpat kā lidmašīnās) un tiek palaisti orbītā. Satelīti veic daudzus apgriezienus ap Zemi, fotografējot tās virsmu. Zinot satelīta koordinātas, tā projekciju uz Zemes un attālumu starp satelītu un okeāna virsmu, var arī aprēķināt tā līmeni.
