Більшу частину гідросфери Землі, яка оточує материкову частину планети і острова, називають Світовим океаном. Але виникає закономірне питання, яким чином вчені визначають зміна рівня води? Адже материки постійно переміщаються.
Вимірювання рівня океану за допомогою супутників
Щоб регулярно вимірювати рівень океану, вчені використовують супутникову альтиметр - відносно нескладний і зручний спосіб. Даний метод являє собою визначення висоти супутника відносно поверхні планети за часом проходження сигналу, який відправляється і приймається після відображення від поверхні супутника.
Альтиметр успішно використовують в різних галузях: океанології, геодезії, геології та ін. Вона також дозволяє з'ясувати модель геоїда - це форма, яку міг би знайти океан при впливі обертання Землі і сили тяжіння, якби на нього додатково не впливали припливи і вітер.
Працює це таким чином. Штучний супутник має на борту альтиметр або висотомір. Існує кілька різновидів такого приладу. Наприклад, він є в кожному літаку і дозволяє пілоту визначати висоту, на якій він знаходиться. Вченим відомі координати супутника, координати його проекції на Землю і відстань між супутником і поверхнею океану. Таким чином, обчислюється і рівень океану.
Цікавий факт: Супутникова альтиметр - порівняно новий метод, його використовують лише близько 40 років. Вперше супутник був запущений з метою визначення рівня океану американськими вченими. Це сталося в 1975 році. Перший супутник називався GEOS-3. Він міг встановлювати висоту з точністю до 50 см. Сучасні прилади працюють з точністю до 5 см.
При визначенні висоти океану важлива точність і регулярність спостережень. Тому супутники запускають на орбіти за спеціальними попередніми розрахунками. Існує кілька способів розрахунку орбіти, наприклад, ізомаршрутная зйомка. Супутник запускається на орбіту, де він повинен облетіти Землю кілька разів - зробити кілька витків. При цьому з кожним новим витком супутник зміщується на задану постійну величину. Певна кількість витків утворюють цикл пересування. Після його завершення супутник повертається на свою вихідну точку і повторює цикл заново.
Як правило, регулярно запускаються нові супутники. Схема їх пересування побудована таким чином, щоб охопити всю поверхню планети. В результаті навколо Землі можна прокласти уявну сітку, утворену супутниковими «трасами». Уздовж кожної такої траси супутники пролітають приблизно 36 раз за рік, здійснюючи ізомаршрутную зйомку, щоб зафіксувати зміну рівня океану.
Наземне вимір коливання води
До винаходу супутникової альтиметрії вчені використовували наземні методи. На берегових лініях розташовуються гідрометеорологічні станції. Вони обладнуються водомірними постами.Найпростіше пристрій, призначений для вимірювання рівня - водомірна рейка. Вона міцно закріплюється в грунті і розрахована на те, що навіть при мінімальному рівні води позначка «0» буде розташовуватися під водою. Щоб максимально зміцнити рейки, використовують хвилерізи, пірси, дамби та інші споруди.
На станціях також є спеціальні самописці - мареографа. Вони постійно реєструють коливання рівня води. Мареографа бувають поплавковими і гидростатическими. Статичний мареографа працює за принципом барометра-анероїда. Коли рівень моря змінюється, датчики розпізнають зміну тиску. Вони дуже чутливі, а встановлюються в підводних спорудах або в колодязях.
Поплавковий прилад працює за рахунок поплавка, вільно плаваючого всередині спеціального колодязя, який з'єднується з водоймою за допомогою горизонтальної трубки. Коливання поплавка передаються приладу і реєструються у вигляді кривої на стрічці.
Чому дані способи не дають повну картину зміни рівня океану, в порівнянні з супутниковою альтиметр? Тому що їх можна задіяти тільки в прибережних зонах. У відкритому океані діє безліч додаткових чинників, що впливають на рівень води: течії, неоднакова щільність водних мас і т.п.
Зміна рівня Світового океану реєструється за допомогою супутникової альтиметрії. Штучні супутники оснащуються спеціальними приладами - висотоміром (як в літаках) і запускаються на орбіту. Супутники здійснюють численні обертів навколо Землі, здійснюючи зйомку її поверхні. Знаючи координати супутника, його проекції на Землю і дистанцію між супутником і поверхнею океану, можна обчислити і його рівень.
