Войти как пользователь
Вы можете войти на сайт, если вы зарегистрированы на одном из этих сервисов:
< >
1 2 3 4 5

Уровень моря: измерение и последние тенденции

  1. Приливные датчики
  2. спутники
  3. Другие показатели
  4. Утопленный Коралл
  5. Повышение уровня моря

Уровень моря в настоящее время повышается, и это повышение дает некоторое важное представление о недавних изменениях климата - более теплая планета означает перенос ледникового льда в океаны, а потепление океанов вызывает расширение морской воды. Существует два основных способа непосредственного измерения недавних изменений уровня моря - датчики уровня моря и спутники. Приливные датчики - это довольно простые устройства, которые регистрируют высоту уровня моря в определенном месте; в записях преобладают суточные приливы (см. фото ниже), но данные можно использовать для оценки средней высоты уровня моря каждый год.

Приливные датчики

Уровень моря в настоящее время повышается, и это повышение дает некоторое важное представление о недавних изменениях климата - более теплая планета означает перенос ледникового льда в океаны, а потепление океанов вызывает расширение морской воды

Пример станции прилива из Анкориджа, которая имеет огромный диапазон приливов и отливов.

Приливные датчики измеряют высоту уровня моря относительно земли, и если земля стабильна, то они могут регистрировать глобальное изменение уровня моря; если земля неустойчива, то запись приливов трудно интерпретировать. Места, которые находятся вблизи границ тектонических плит, являются геологически нестабильными, поэтому их записи приливов не надежны. Другие участки, расположенные рядом с местами ранее больших ледниковых щитов, также нестабильны в том смысле, что земля там поднимается из-за удаления льда с последнего ледникового периода. Этот лед весил очень много (его толщина составляла около 5 км), и его удаление вызвало очень медленный, устойчивый подъем коры - это все равно, что толкнуть кусок дерева, плавающего в воде, а затем убрать руку - блок поднимается. Продолжая эту аналогию с Землей, кусок дерева - это кора, а вода - мантия, очень и очень вялая жидкость, поэтому кора не возникает быстро, а занимает несколько десятков тысяч лет. Если земля поднимается вверх, то может показаться, что уровень моря падает, и это действительно наблюдается во многих записях мареографических данных из полярных регионов.

Показатель приливов от Черчилля, Онтарио (Канада), на краю Гудзонова залива, показывающий падение уровня моря.

Эта запись прилива прибывает из Черчилля, Онтарио (Канада), на краю Гудзонова залива; здесь вы можете легко увидеть нисходящую тенденцию, означающую, что уровень моря, кажется, падает, но это только в относительном смысле. Дело в том, что кора поднимается, поэтому уровень моря, кажется, падает. Корка поднимается в ответ на таяние ледникового покрова толщиной около 5 км, который присутствовал в течение последнего ледникового периода.

Из-за проблемы устойчивости земной коры, записи приливов и отливов должны выбираться очень тщательно, если мы хотим узнать кое-что о том, как меняется глобальный уровень моря. Неудивительно, что эта работа была проделана (Дуглас, 1997), и был выбран набор из 23 записей приливов, показанных на рисунке ниже.

Неудивительно, что эта работа была проделана (Дуглас, 1997), и был выбран набор из 23 записей приливов, показанных на рисунке ниже

На этом рисунке показано изменение среднегодового уровня моря по сравнению с 23 датчиками приливов с долгосрочными данными (Дуглас, 1997). Толстая темная линия представляет собой трехлетнее скользящее среднее значение индикаторов прилива. Повышение уровня моря не является постоянным или простым, но общую тенденцию довольно легко увидеть, что указывает на повышение примерно на 20 см в течение этого периода времени со скоростью, которая составляет около 2 мм / год в течение последних 100 лет. Красная линия показывает изменения в глобальном уровне моря, измеренные спутниками, и вы можете видеть, что существует очень хорошее согласие.

Предоставлено: Фигура любезно предоставлена ​​Робертом Роде.

спутники

Спутниковые данные интересно рассмотреть - как спутник может измерять изменения уровня моря? Ответ на удивление прост на одном уровне - он просто измеряет расстояние от спутника до поверхности уровня моря. На рисунке ниже показано, как работает система, используя радиолокационный луч, который отражается от поверхности воды и возвращается на спутник. Высота уровня моря фактически является разницей между расстоянием между спутником и поверхностью моря и тем, что называется эталонным эллипсоидом, что является своего рода сглаженным приближением формы Земли.

Высота уровня моря фактически является разницей между расстоянием между спутником и поверхностью моря и тем, что называется эталонным эллипсоидом, что является своего рода сглаженным приближением формы Земли

Принципиальная электрическая схема, показывающая, как спутниковая система TOPEX / POSEIDON контролирует уровень моря высоту относительно эллипсоида.

Спутник находится на орбите Земли на высоте около 1300 км и может покрывать поверхность океанов за 10 дней, выполняя за это время несколько сотен тысяч измерений и очень внимательно отслеживая, где он находится относительно некоторого контроля. точки на Земле. В результате эта система может измерять средний уровень моря с точностью до нескольких миллиметров - довольно замечательное достижение.

На рисунке выше показаны подробности спутниковой оценки изменения уровня моря, охватывающей всего 18 лет. В течение этого 18-летнего периода наблюдается очень регулярное годовое отклонение примерно на 15 мм, а затем более устойчивый рост примерно на 50 мм, что дает нам скорость роста примерно на 2,8 мм / год, что несколько выше, чем на приборе. данные за последние 100 лет.

Предоставлено: Дэвид Бис

Эти наблюдения показывают, что уровень моря, несомненно, повышается, но в несколько нерегулярном порядке, и заставляют нас спросить, почему. Что вызывает это повышение уровня моря? Есть два основных объяснения этому росту. Одним из них является простое расширение морской воды, поскольку она нагревается и становится менее соленой - это называется стерическим эффектом. По мере того как морская вода расширяется, она занимает все больший объем, и поэтому высота над уровнем моря поднимается. Если морская вода прогреется на 1 ° C, стерическое повышение уровня моря составит около 7 см. Дополнительное небольшое увеличение происходит от небольшого освежения океанов - соленая вода более плотная, чем пресная вода. Считается, что этот стерический эффект объясняет большую часть наблюдаемого повышения уровня моря. Другой основной причиной повышения уровня моря является таяние ледников, которое переносит воду, ранее хранившуюся над уровнем моря, обратно в океаны. Как мы видели, тают горные ледники по всему земному шару, а также большие ледяные щиты Гренландии и Антарктиды.

Считается, что эффект потепления и освежения океанов отстает от годового цикла, который можно увидеть в приведенных выше спутниковых данных. Как и следовало ожидать, потепление и освежение не происходят равномерно по всему земному шару, поэтому глобальная картина повышения и понижения уровня моря несколько сложна, и это в значительной степени помогает нам понять, почему данные по мареографам (из стабильные сайты) показывают значительные вариации.

Другие показатели

Оглядываясь назад, мы должны полагаться на геологические данные. Бентические виды фораминифер, обитающие в болотах, имеют узкий диапазон глубин. Фораминиферы, найденные в ядрах приливно-болотных отложений, могут дать глубину, на которой они живут и датированы возрастом. Таким образом, геологи определили изменения уровня моря в прибрежной зоне Северной Каролины до 0 г. н.э., прежде чем были использованы приливные датчики. Кривая показывает резкое увеличение скорости подъема уровня моря в середине 19-го века, совпадающее с промышленной революцией.

Кривая показывает резкое увеличение скорости подъема уровня моря в середине 19-го века, совпадающее с промышленной революцией

Изменение уровня моря в Северной Каролине до 0 г. н.э., полученное из донных фораминифер в торфяных отложениях.

Предоставлено: Рисунок Kemp et al., Geology, v. 37, p. 1035-8. Кредит А. Кемп.

Кораллы обеспечивают надежный способ определения уровня моря в прошлом, поскольку они растут в пределах 5 метров от поверхности моря (см. Модуль 7). Если мы обнаружим, что коралл погружен на 200 метров (см. Ниже), то уровень моря должен был быть на 195-205 метров ниже нынешних уровней. Таким образом, уровень моря за последние 22 тысячи лет был разработан с использованием глубин кораллов, датированных с использованием изотопов углерода-14 или урана, ниже нынешнего уровня моря.

Таким образом, уровень моря за последние 22 тысячи лет был разработан с использованием глубин кораллов, датированных с использованием изотопов углерода-14 или урана, ниже нынешнего уровня моря

На этом рисунке показано повышение уровня моря после окончания последнего ледникового эпизода на основе данных Fleming et al. 1998, Fleming 2000, & Milne et al. 2005, который собрал данные из различных отчетов и скорректировал их для последующих вертикальных движений, связанных с послеледниковым отскоком. Большая часть данных здесь получена из радиоуглеродного датирования кораллов, которые находятся ниже современного уровня моря - эти конкретные кораллы, как известно, растут на глубинах воды всего несколько метров, поэтому для их обнаружения на таких глубинах ниже современного уровня моря требуется, чтобы древний уровень моря был намного ниже.

Предоставлено: Роберт Роде

Утопленный Коралл

Затонувший коралловый риф с глубины 150 м от Гавайских островов.

Помимо кораллов, есть и другие признаки повышения уровня моря. Фьорды - это утопленные ледниковые долины, а устья рек, такие как Чесапикский залив, - это утопленные речные долины. Обе эти морфологические особенности указывают на то, что уровень моря недавно поднялся.

Повышение уровня моря

Повышение уровня моря

Нажмите на изображения выше, чтобы увидеть полноразмерные версии и полную информацию об источнике.

Мы можем видеть, что уровень моря изменяется намного более резко на временной шкале ледниковых периодов. Последний ледниковый период достиг пика около 20 000 лет (20 тысяч лет назад), и в то время большое количество воды из океанов было заперто в больших ледяных покровах, поэтому уровень моря был примерно на 120 м ниже, чем сегодня! Это колоссальное изменение, и оно резко изменило бы береговые линии мира. Интересно рассмотреть скорость изменения уровня моря, связанного с этим переходом из последнего ледникового периода. Уровень моря поднялся примерно на 120 метров примерно за 10 тысяч лет, что дает нам скорость 12 мм в год, что примерно в четыре раза быстрее, чем средняя скорость подъема уровня моря сегодня.

Представьте, как выглядел мир 20 000 лет назад, когда уровень моря был намного ниже. Чтобы помочь, посмотрите на рисунок ниже, который показывает высоту как выше, так и ниже текущего уровня моря. Современную береговую линию легко увидеть - здесь начинаются зеленые цвета. Черная линия в море показывает, где была береговая линия, когда уровень моря был на 120 метров ниже, чем сегодня.

Карта рельефа части Северной Америки, показывающая приблизительное положение береговой линии во время последнего ледникового максимума, когда уровень моря был примерно на 120 метров ниже, чем сегодня, из-за образования больших ледяных щитов.

Предоставлено: Дэвид Бис

Теперь, более реалистично, давайте представим, что произойдет с прибрежной зоной в ближайшие столетия, если повышение уровня моря ускорится. Мы будем наблюдать карты наводнений в следующей лаборатории.

Что вызывает это повышение уровня моря?
Бесплатный вход в музеи Москвы
Среди других бесплатных музеев представлены Галерея Герцена, Музей истории железнодорожной техники, «Дом на набережной», Музей шахмат, Дома-музеи К. Станиславского, М. Булгакова, Музей «Огни Москвы.РЕКЛАМА

Музеи в Москве самые интересные
Музей может быть не только сокровищницей искусства, но и также прекрасным архитектурным объектом. Посещать такие необычные креативные музеи всегда интереснее. Собранные в этих музеях коллекции

Музеи парки и усадьбы Москвы
В ходе Олимпиады участники (школьники и команды школьников) с сопровождающими взрослыми посещают музеи, парки и усадьбы Москвы. Каждый культурный объект, присоединившийся к Олимпиаде, готовит для участников

Музеи Москвы в которых нужно
Музеи изобразительных искусств, современные музеи, краеведческие, музеи-заповедники, художественные — каких только музеев нет в нашей столице. Но в какой музей сходить в Москве? Какие музеи посетить в

Музеи Винницы
Литинский краеведческий музей им. У. Кармалюка Музей расположен в здании известной прежде Литинской крепости – тюрьмы. Тут был заключен герой народа Устим Кармалюк. Крепость имеет статус памятника истории

Научные музеи Одессы
При одесских вузах (а они существуют с конца 19 в.) работает 5 музеев. Туристы туда никогда не заглядывают: такие музеи себя не рекламируют, материалов о них вы не найдете в информационных туристических