MJERENJA RAZINE MORA

 

Mjerenje promjena visine razine mora obavlja se pomoću dvije osnovne skupine oceanografskih instrumenata:

  1. pomoću mareografa, koji kontinuirano mjere promjene razine mora u vremenu na jednoj lokaciji odnosno u jednoj točki, te
  2. pomoću satelitskog visinomjera («satellite altimeter»), koji mjeri promjene razine mora u prostoru i vremenu, ali s grubom vremenskom razlučivosti u odnosu na mareografe.

Mareografi su uređaji koji mjere vremenske promjene razine mora perioda viših od minute, direktnom ili indirektnom metodom. Direktna metoda uključuje očitavanje zapisa visine razine mora, dobivenog pomoću sustava plovak-protuuteg ili pomoću radarskog/akustičnog snopa. Indirektna metoda pretpostavlja mjerenje tlaka u moru, te se uz poznavanje tlaka zraka, dubine senzora i gustoće stupca mora, može odrediti visina razine mora pomoću hidrostatske aproksimacije.

Bitna karakteristika svih mareografa jest postojanje biljega visine i repera mareografa, od kojih prvi služi za definiranje mareografske konstante, dok reperi služe za provjeru stabilnosti područja na kojemu se mareograf nalazi, koje može biti podložno lokalnim vertikalnim pomacima tla. Mareografska konstanta predstavlja sumu mjerene visine razine mora i udaljenosti između biljega visine i morske površine, odnosno udaljenost između zamišljene mareografske nule koja se nalazi ispod morske razine te biljega visine. Ta vrijednost treba uvijek biti nepromijenjena, te se kontrolira jedan do dva puta godišnje. Preporuka je da mareografi budu vezani na barem šest geodetskih repera, te da se njihovo povezivanje obavlja u stalnim vremenskim razmacima. Poznavanje lokalnih vertikalnih gibanja i stabilnosti tla od izuzetne je važnosti za analizu promjena razine mora na dužim vremenskim skalama, što je nužan preduvjet za analizu i istraživanje klimatskih promjena i trendova, vrlo aktualnih u današnje vrijeme globalnog porasta razine mora. Dakle, redovito servisiranje svakog mareografa uključuje provjeru rada samog uređaja, kontrolu mareografske konstante te ispitivanje stabilnosti mareografskih repera.

Prema načinu rada mareografi mogu biti mehanički, tlačni, akustički i radarski. Mehanički uređaj se redovito nalazi unutar kućice, mjereći promjene razine mora u zdencu povezanom s vanjskim morem spojnom cijevi. Sustav zdenca i spojne cijevi guši kratkoperiodičke površinske valove, te u sustav budu propuštene samo dugoperiodičke oscilacije koje se mehanički bilježe na papir ili u digitalnom obliku u radnu memoriju. Tlačni mareograf bilježi vrijednosti tlaka u moru, direktno mjereći tlak na nekoj dubini ili mjereći ravnotežni tlak pomoću tzv. sistema mjehurića («bubbler pressure gauge»). Iz mjerenog signala potrebno je ukloniti komponentu mjerenog tlaka zraka. Princip akustičkog uređaja je mjerenje udaljenosti od izvora akustičkog snopa do površine mora, koji se zbog rasapa snopa odvija u cijevi, te je zbog razlike temperature unutar cijevi i vanjske temperature potrebno načiniti odgovarajuću korekciju. Sličan princip, ali na drugim frekvencijama i uz drugu vrstu odašiljanog signala, ima radarski uređaj koji se postavlja bez zaštitne cijevi, te je zbog toga jednostavniji za održavanje i kontrolu mareografske konstante.

 

Shema rada mehaničkog mareografa u sustavu zdenca i spojne cijevi.

 

Fotografije mareografa u Splitu.

 

Radarski mareograf Kalesto tvrtke OTT-Hydrometrie.

 

Tlačni mareograf tvrtke OTT-Hydrometrie.

 

Satelitski visinomjer usmjerava snopove zraka prema površini Zemlje te mjeri jačinu i trajanje puta odašiljanog i reflektiranog signala. Mjerenja je nužno upotpuniti s preciznim određivanjem putanje (orbite) satelita te se na taj način može odrediti topografija oceana, leda i kopna u odnosu na standardni geodetski elipsoid. No, srednja topografija mora je zbog nehomogenosti oblika i sastava Zemlje pomaknuta u odnosu na elipsoid, i preko 60 m u oceanima i planinskim lancima, te tu plohu na kojoj je težinsko ubrzanje jednako zovemo geoid.

Satelitsko određivanje trenutne topografije površine mora odvija se uzduž putanja satelita, koji periodički prelaze preko istih staza, te se razina mora računa oduzimanjem trenutne od srednje topografije površine mora. Periodi jednog ciklusa satelita TOPEX/Poseidon, koji je u uporabi od 1992. godine, te Jason-1, koji je u orbiti od 2002. godine, iznose oko 10 dana. Stoga satelit ne može mjeriti procese na manjim periodima, no može odrediti karakteristike pravilnih signala, npr. amplitude i faze plimnih komponenti u oceanima. Preciznost određivanja topografije mora je na centimetarskoj ljestvici, pa se pomoću polja razine mora mogu proračunati i struje u oceanima.

 

Shema rada Jason-1 satelitskog visinomjera.

 

Fotografija Jason-1 satelita snimljena prije lansiranja u orbitu.

 

Razdioba visine razine mora načinjena pomoću satelita TOPEX/Poseidon u 1993. godini.

 

Vezane stranice projekta