Реферат Высота НУМ

Почему уровень морей разный?

Планета Земля имеет не идеально ровную форму и поверхность – есть как несколько километровые возвышенности, так и аналогичные впадины. Ученые называют такую форму сплюснутым эллипсоидом. Поэтому неудивительно, что в разных частях нашей планеты наблюдается разный уровень океана.

Интересный факт: самая высокая точка на планете – гора Джомолунгма (Гималаи, 8848 м). Самая низкая точка на суше – побережье Мертвого моря (граница между Израилем и Иорданией, 430 м ниже уровня моря). Самая глубокая точка поверхности планеты – Бездна Челленджера (Марианская впадина, Тихий океан, 10 994 м ниже уровня моря).

Несмотря на пластичность воды, способность заполнять всевозможные углубления, на разных участках земного шара она все равно наполняет их не полностью. Из-за этого уровень Мирового океана всюду разный, как и уровень отдельных морей. Например, Средиземное море располагается на 15 см ниже по сравнению с уровнем океана.

Что такое «уровень моря»?

Это положение, которое занимает свободная поверхность Мирового океана. Измеряют его при помощи отвесной линии по отношению к определенной условной точке отсчета. Уровень моря зависит от различных факторов:

• сила гравитации;
• температура;
• приливы;
• колебания атмосферного давления;
• момент вращения Земли и др.

Учитывая все вышеназванные факторы, уровень моря постоянно меняется. Специалисты выделяют несколько уровней, например, приливной, среднегодовой, среднесуточный и т.д.

Благодаря постоянным наблюдениям и исследованиям, ученые вычисляют среднемноголетний уровень моря и используют его в качестве той самой условной точки отсчета. От этого уровня отсчитываются высоты на суше, а на картах появляется примечание «над уровнем моря» или «ниже уровня моря».

Таким образом, высота над уровнем моря – это разница между началом отсчета и определенной точкой земной поверхности. Исходный уровень принимают за ноль. Существует несколько систем высот, например, динамическая, ортометрическая, нормальная.

Основные системы высот над уровнем моря[ | ]

1. Динамическая высота (перевод разности потенциалов на линейную меру делением на постоянную величину, близкую к средней силе тяжести, например, среднее значение нормальной силы тяжести на широте 45°). Динамические высоты удобно применять вблизи одной и той же уровенной поверхности замкнутого водоёма или гидротехнического сооружения, в этом случае измеренные превышения не будут отличаться от соответствующей разности динамических высот. Применение динамических высот для решения геодезических задач неудобно, поскольку потребуется вводить поправку за переход к динамическим даже в линии нивелирования низкой точности.
2. Ортометрическая высота (отрезок силовой линии реального поля силы тяжести от геоида Брунса до точки земной поверхности; разность потенциалов переводится в линейную меру делением на среднее интегральное значение реальной силы тяжести вдоль этого отрезка). Приращения ортометрической высоты по вертикали в точности равны приращению длины.
3. Нормальная высота (отрезок силовой линии нормального поля силы тяжести от поверхности уровенного эллипсоида вверх до точки, в которой разность нормального потенциала равна разности реального потенциала; разность потенциалов переводится в линейную меру делением на величину среднего интегрального значения нормальной силы тяжести вдоль этого отрезка). Отметки нормальных высот, хотя и в общем случае непостоянны для одной и той же уровенной поверхности, лучше характеризуют уровенные поверхности с разными потенциалами, чем ортометрические. Приращения нормальной высоты по вертикали не равны приращению длины и соответствуют затуханию аномального гравитационного поля с высотой.
4. Нормально-ортометрическая высота (отрезок силовой линии нормального поля силы тяжести от земной поверхности вниз до точки, в которой разность нормального потенциала равна разности реального потенциала; разность потенциалов переводится в линейную меру делением на величину среднего интегрального значения нормальной силы тяжести вдоль этого отрезка).

Примеры

• Самая высокая точка суши — гора Эверест в Гималаях, её высота 8844,43 метра над уровнем моря.
• Самый низкий участок суши — побережье Мёртвого моря, он находится на 417,5 метров ниже уровня моря.
• Самая высокая точка суши в России — гора Эльбрус, имеющая абсолютную высоту 5642 м.
• Самый низкий участок суши в России — побережье Каспийского моря, уровень которого имеет в настоящее время абсолютную высоту около −28 м.

Атмосферное давление падает с увеличением высоты.

История понятия[ | ]

К середине XIX века стало ясно, что при определении высот из геометрического нивелирования нельзя более полагать выводимые превышения равными разностям расстояний от центра Земли — необходимо иметь в виду нецентральность земного гравитационного поля, непараллельность уровенных поверхностей потенциала земной силы тяжести. А. П.

Болотов[1], следуя французскому академику Л. Пюиссану[en][2][3] отметил возможность счёта высот по перпендикулярам к сфероидальным поверхностям, параллельным поверхности океана. Л.

Пюиссан[en] в книге 1805 года описал принципы геометрического нивелирования, не использовав сам термин «нивелирование» (сс. 230—237), но имея в виду поправки за рефракцию по Лапласу (сс. 223—229).

Разности высот считал равными разностям расстояний до центра сферической Земли. Термин «нивелирование» появился в книге Пюиссана 1807 г.[4] Лаплас[5] дал описание астрономической и земной рефракции и измерение высоты барометром.

Внимание геодезистов к этому кругу вопросов привлекла в 1870 году невязка примерно в 1,2 м полигона геометрического нивелирования, пересёкшего Альпы у Симплона и Сен-Готарда. Позднее выяснилось, что эта невязка — результат просчёта, и влияние силы тяжести в подобных случаях едва ли будет больше дециметра.

Теодор Ванд[6], Г. Захарие (G. Zachariae), Ф. Р. Гельмерт опубликовали свои работы о счёте высот в земном гравитационном поле в этот период. Вклад выдающегося немецкого геодезиста Гельмерта[7] (и последующие публикации) особенно значителен.

Именно он правильно оценил упомянутое влияние, им предложены динамические высоты, до сих пор сохранившие свою роль в теории и практике нивелирования (термин появился позднее) и метод вычисления ортометрических высот, служивший в СССР до замены таких высот нормальными.

В 1945 году М. С. Молоденский (ЦНИИГАиК) впервые использовал нормальные высоты для решения задачи совместного определения фигуры Земли и внешнего гравитационного поля[8]. Дальнейшее развитие система нормальных высот получила в работах канд. техн. наук В. Ф. Еремеева (ЦНИИГАиК), и окончательно разработана к 1972 г.[9]

Исходный пункт счёта высот[ | ]

В разных странах используются различные исходные пункты счёта высот.

В России в качестве государственной системы высот используется Балтийская система нормальных высот 1977 года, определённая по результатам уравнивания измерений на пунктах государственной нивелирной сети I и II классов главной высотной основы, выполненного ГУГК СССР в 1977 году.

В России и в Казахстане высоты точек земной поверхности над уровнем моря отсчитывают от среднемноголетнего уровня Балтийского моря, зафиксированного отметкой на Кронштадтском футштоке. В разных странах используются различные исходные пункты счёта высот.

Как определяют абсолютную высоту в разных странах?

Россия и многие другие страны, которые раньше входили в состав СССР, используют в качестве точки отсчета среднемноголетний уровень Балтийского моря. Определяется он при помощи специального прибора – футштока, расположенного в городе Кронштадт. Измерения осуществляются в рамках Балтийской системы нормальных высот.

США и Канада ориентируются на водную поверхность в заливе Святого Лаврентия вблизи города Римуски. В Великобритании уровнем моря является гавань Ньюлин в южно-западной части Англии. В Северной Ирландии – водная гладь возле Белфаста. В Швеции, Дании точка отсчета – море вблизи Амстердама. Китай ведет отсчет от водной поверхности рядом с городом Циндао.

Франция использует в качестве нулевой точки средние показатели Марсельского мареографа, взятые за промежуток с 1885 по 1897 год. С тех пор уровень вод здесь поднялся на 16 см, но данные не обновлялись.

Интересный факт: поскольку каждая страна имеет свое представление об уровне моря, на картах указываются разные данные относительно высоты тех или иных объектов.

Эта особенность использования разных систем высот и уровней моря должна вызывать немало трудностей. Например, каким образом осуществляется проектирование и возведение крупных объектов, если страны ориентируются на разные показатели?

В таких случаях, прежде чем приступать к работам, приходят к какому-то соглашению. Все стороны выбирают определенную систему высоты и уровень моря, в соответствии с которым проводятся расчеты.

Возникает мысль о том, что было бы проще всему миру выбрать единую систему измерения абсолютной высоты. Тогда не возникали бы расхождения в картах и других сферах, где необходима данная информация.

Не так сложно найти компромисс, как переделывать огромное количество карт, а также менять информацию в документах. Да и поверхность планеты не дает возможности вычислить среднюю абсолютную высоту – слишком велики различия.

Множеством природных факторов обусловлен неодинаковый уровень вод Мирового океана. В мире нет единого моря для отсчета абсолютных высот. Каждая страна придерживается определенной системы и ведет измерения, ориентируясь на наиболее удобный водоем. Из-за этого обозначения высот и впадин на картах могут отличаться. В России и странах бывшего СССР за нулевой показатель принимают среднемноголетний уровень Балтийского моря.

План:

Введение
• 1Примеры
• 2Определение высоты объектов над уровнем моря в России

Примеры[ | ]

Высоты горных вершин над уровнем моря определены наклонным визирным лучом тригонометрического нивелирования с точностью около 1 м, тогда как геодезическая высота вершины над отсчётным эллипсоидом может быть определена с точностью до 1 см с помощью геодезических ГНСС-приёмников.

Примечания[ | ]

Ссылки[ | ]

• Гравиметрия и геодезия (Бровар Б. В., Юркина М. И., Тулин В. А., Спиридонов А. И., Демьянов Г. В., Галаганов О. Н., Родкин М. В., Таранов В. А., Кафтан В. И., Жаров В. Е., Авсюк Ю. Н., Светлосанова З. П., Толчельникова С. А., Пик М. В., Молоденский С. М., Денисов В. И., Мельников В. Н., Измайлов В. П., Карагиоз О. В., Колосницын Н. И., Нейман Ю. М., Бывшев В. А., Гусев Н. А., Баграмянц В. О., Копаев А. В., Сорока А. И., Непоклонов В. Б., Кузнецов Ю. Г., Майоров А. Н., Щеглов С. Н., Медведев П. П., Лебедев С. А., Зуева А. Н., Плешаков Д. И., Дубовской В. Б., Конопихин А. А., Соловьев Ю. Ю., Чуйкова Н. А., Пасынок С. Л., Максимова Т. Г., Казарян С. А., Васин М. Г., Попков Д. И., Леонтьев В. И., Сбитнев А. В., Жильников В. Г., Латышев Д. Д., Четверикова А. А.) М.: Научный мир, 2022, 562 с. ISBN 978-5-91522-189-4