Nivel medio do mar

Na Galipedia, a wikipedia en galego.

Nivel medio do mar (por veces abreviado para nivel do mar) é a altitude media da superficie do mar medida en relación a unha superficie terrestre de referencia. O nivel medio do mar é á súa vez utilizado como punto de referencia a partir do cal se miden as altitudes dos accidentes topográficos e se marcan as curvas de nivel e as altitudes nos mapas e cartas mariñas. Un concepto relacionado é o de cero hidrográfico, en xeral utilizado en hidrografía costeira e na medición de profundidades de portos e barras. Na maior parte dos casos faise coincidir o cero hidrográfico co nivel medio do mar ou ten con el unha relación simple e constante.

[editar] Definición do nivel de referencia

Ainda que pareza unha questión de resolución simple, a determinación da superficie de referencia a partir da cal determinar o nivel medio do mar oferece grande complexidade: por un lado o nivel do mar non é de todo constante, variando constantemente en función da ondulación, das marés, da presión atmosférica, temperatura das augas do mar e de múltiplos outros factores cíclicos que sobre el actuan con períodos que varian de segundos a varios anos.

Para alén dos factores de natureza cíclica e dependentes de circunstancias astronómicas ou meteorolóxicas, o nivel do mar está ainda suxeito aos efectos das variación impostas pola eustasia, o que torna a determinación do seu nivel medio deveras complexa.

Por outro lado, ça complexidade imposta pelas flutuacións do nivel do mar hai que xuntar as que resultan impostas pola necesidade de obter un referencial fixo en relación ao cal realizar as medicións. De facto, grande parte das costas e fondos dos mares están suxeitos a lentas subidas ou descidas impostas pola isostasia e pola deslocación das placas tectónicas. Logo, para alén da dificuldade de determinar o nivel, hai ainda a necesidade de encontrar un ponto fixo de referencia adecuado (o datum) a partir do cal efectuar as medicións e expresar os resultados.

[editar] Medición do nivel medio do mar

A medición do nivel medio do mar foi tradicionalmente feita con base nas leituras dos marégrafos, instrumentos que permiten medir a variación do nivel das augas nun determinado local. Eliminando dos datos recollidos as flutuacións devidas ás ondas, a factores meteorolóxicos e ás marés e outros factores astronómicos, obtense unha leitura do nivel medio do mar durante determinado período por referencia ao datum utilizado.

As medicións así obtidas incorporan os efectos eustáticos e isostáticos, sendo en xeral escollidos como referencia para o datum ambientes xeolósicos estábeis, isto é, onde as variacións isostáticas e outras que afecten a altitude do ponto de referencia sexan neglixíbeis, isolando así apenas os efectos eustáticos.

Esta dependencia en relación ao datum (referencial de altitude) e a necesidade de obter medicións sobre áreas extensas de oceano onde non se dispón de referenciais adequados, levou, por un lado, á utilización de medicións con base na reflexón de radiación electromagnética a partir de un satélite (altimetría por satélite), e por outro, á utilización de sistemas de posicionamento global (como o GPS) na medición. Estas medicións, por non dependeren dos movimentos relativos da códea terrestre, polo menos directamente, e se poderen reportar a grandes áreas oceánicas, son máis seguras e permiten unha mellor avaliación do nivel medio do mar e da sua variación.

[editar] Extensión do concepto - a utilización dos xeoides

Por mais cuidadosa que sexa a medición do nivel do mar a nivel local, o resultado obtido depende sempre das condicións específicas que o rodean, dificilmente podendo ser xeneralizado para toda unha rexión, e moito menos para todo un oceano. Por outro lado, a superficie do planeta non é absolutamente esférica, antes ben presenta, para alén do efecto do achatamento polar, múltiplas irregularidades devidas á topografía. Mesmo a superficie dos oceanos non é regular (mesmo se eliminarmos os efectos das ondas, da presión atmosférica e das marés) xá que diferenzas no campo gravitacional da Terra, causadas pela presenza de montes submarinos, diferenzas na densidade dos materiais da códea e do manto terrestre, a profundidade dos mares e a proximidade das costas, causan subidas e descidas (que poden ter amplitudes de algúns metros) na posición da superficie equipotencial do campo gravítico terrestre correspondente ao nivel rexional do mar, que se traducen, en termos absolutos e cando se analizan en grandes escalas, en colinas e vales permanentes na superficie das augas.

Para facer face a estas dificuldades de xeneralización e crear unha superficie de referencia uniforme (un datum extensíbel a toda a Terra), creouse o concepto de xeoide, unha superficie ideal que correspondería ao nivel medio do mar nun planeta ideal, con un campo gravítico uniforme, onde o único desvío en relación á esfericidade perfecta fose o achatamento polar. Na ausencia de forzas externas, o nivel do mar coincidiría co xeoide, xa que en estado de repouso a superficie das augas seguiría en todos os puntos a mesma equipotencial do campo gravítico. A partir desta superficie imaxinaria pódense medir facilmente os desvíos para baixo e para cima da superficie real dos mares, permitindo a creación de cartas representando, á escala global, o nivel medio dos mares (ou o seu nivel en calquer momento e a respectiva variación relativa e absoluta).

Cando se expresa en relación ao xeóide, a posición da superficie do mar, ou sexa o seu nivel, presenta diferenzas constantes da orde dos ± 2 m, para alén daquelas que se deben a variacións estéricas, isto é, de volume, debidas á temperatura, e aos efectos das correntes. Os modernos mapas da superficie dos oceanos, elaborados a partir de medicións altimétricas feitas por satélite, son en xeral feitos tendo como referencia un xeóide, existindo diversos, calculados a partir de diferentes variábeis base.

[editar] Variación temporal e espacial do nivel do mar

Variación do nivel do mar durante o eon Fanerozoico.

Variación do nivel medio do mar durante o último período pós-glacial.

Variacións recentes do nivel medio do mar en 23 marégrafos localizados en ambientes xeolóxicos estábeis.

Como quen xa observou o mar pode de imediato dicir, o nivel das augas muda constantemente en cada punto do mar, sendo tambén claras as diferenzas entre diferentes lugares (entre os extremos do canal do Panamá hai unha diferenza de 20 cm entre o nivel medio do Atlántico (máis baixo) e do Pacífico). Esas variacións poden ser agrupadas en dous tipos: variacións temporais e variacións espaciais.

[editar] Variación temporal

A variación temporal do nivel do mar segue un padrán complexo devido á inter-relación dun conxunto vasto de efectos que poden ser incluídos nos seguintes grandes grupos:

• Factores dependentes da eustasia, ou sexa do volume da auga existentes no oceano global, incluíndose aquí:
  • Variación da masa de auga presente no oceano por captura en masas de xelo ou sua fusión. Este efecto está ligado ás glaciacións, tendo períodos de recorrencia da orden das decenas ou mesmo centenas de millares de anos;
  • Efectos estéricos resultantes da variación do volume da auga debido a expansión e contracción térmica, con periodicidade anual en función das estacións do ano, mais cunha componente, moito máis importante e pouco coñecida, ligada á variación global da temperatura dos oceanos (que pode ser un factor determinante nas mudanzas climáticas globais;
• Factores ligados á isostasia, en especial á glacioisostasia, facendo variar o nivel medio do mar e ao mesmo tempo alterando a posición dos fondos mariños e a elevación das costas;
• Factores meteorolóxicos ligados ao estado local do tempo e á propagación da axitación marítima a media e longa distancia, nomeadamente:
  • A ondulación e o vento, contribuindo para o empillamento da augas, o que en baías e golfos pode levar a alguns metros de subida do seu nivel en relación ao nivel medio (ou descida cando os ventos sopran de terra). En augas relativamente confinadas, a existencia de seichas, isto é oscilacións periódicas de longo período na superficie da auga, pode inducir subidas periódicas adicionais de ± 1 m.
  • A presión atmosférica, causando unha subida (nas baixas presións) ou descida (nas altas presións) que corresponde ao equilibrio hidrostático da columna auga/atmosfera face ás zonas circundantes. Cando as diferenzas de presión son grandes entre pontos próximos (elevados gradientes), como acontece nos ciclóns tropicais, o efecto de presión pode significar ± 1,5 m;
• Factores astronómicos, con relevo para:
  • A maré, facendo oscilar periodicamente o nivel das augas de acordo con un padrón controlado pola posición relativa do Sol e da Lúa e coas condicións de resonancia de cada bacía oceánica;
  • Efecitos astronómicos de longo período resultantes das posicións relativas da Terra, do Sol e da Lúa, sobrepondo á maré oscilacións de período moi longo (dos meses ás centenas de millares de anos);
  • Variación da temperatura das augas do mar, afectando a eustasia de orixe estérica en función dos ciclos anuais e doutras flutuacións térmicas inducidas pelas flutuacións na radiación solar debidas a causas astronómicas;
• As correntes mariñas, afectando as temperaturas e salinidades, e, através do efecto xeostrófico, aumentando localmente a altura das augas (por exemplo entre a Bermuda e a costa norte americana fronteira hai unha variación no nivel do mar de cerca de 1 m en boa parte devida á presenza da corrente do Golfo);
• Variacións de salinidade, afectando a densidade das augas, en resultado da fusión de xelos, aumento ou redución da descarga de ríos e variacións na precipitación. Unha diminuición da densidade da auga corresponde a un aumento do seu nivel por forma a equilibrar as presións hidrostáticas coas rexións viciñas;
• Variacións locais e rexionais do campo gravítico da Terra, que debido a pequenas variacións de curto período (en xeral ligadas ao ciclo hidrolóxico) provoca a subida e descida das augas en respostas ás anomalías gravimétricas.

A longo prazo estas variacións tenden a determinar un conxunto de padróns de mudanza do nivel medio do mar que, se excluirmos os efectos das glaciacións, tendería para un valor constante cando considerada a media sobre longos períodos. Tal non acontece debido ás enormes flutuacións impostas polos sucesivos períodos glaciais, os cais poden impor flutuacións do nivel do mar da orde da centena de metros. Estímase que o nivel do mar hai 18.000 anos, en pleno período glaciar, fose cerca de 130 m abaixo do actual debido ao efecto combinado do secuestro de auga polos glaciares e mantos de xelo e da diminuición da temperatura das augas (con consecuente contracción do seu volume - o efecto estérico).

[editar] Variación espacial

Para alén da variación temporal atrás apuntada, o nivel dos oceanos, mesmo descontando os efectos meteorolóxicos e das marés, non é constante en cada bacía oceánica ou mar, desviándose sensibelmente do xeoide de referencia. Un conxunto de efectos poden influir no aparecimento destas variacións, nomeadamente:

• A existencia de anomalías gravimétricas causadas pela existencia de montes submarinos ou zonas de maior densidade na codea ou no manto subxacente, que poden atinxir varios miligal (0.001 Gal) ao longo de distancias curtas, provoca unha correspondente subida do nivel do mar por cada de desvío positivo, descendo na inversa proporción;
• Presenza de augas de temperatura ou salinidade diferente, afectando de forma permanente a densidade das augas;
• Existencia de correntes permanentes, coo correspondente efecto xeostrófico e as variacións de temperatura e salinidade asociadas;
• Diferenzas gravimétricas locais provocadas pola proximidade da costa, montañas e plataforma continental.

En resultado desas variacións espaciais, a superficie dos mares, cando observada nunha escala suficientemente detallada, presenta altos e baixos permanentes, correspondentes ao equilibrio entre a masa de auga e a equipotencial do campo gravítico que lle marca a superficie.

A estes efectos hai que xuntar a elevación dos terrenos costeiros. Existen diversas rexións onde as terras están abaixo do nivel medio do mar, particularmente en áreas endorreicas onde a evaporación excede a precipitación e o aporte de auga polos ríos afluentes (como a bacía do Mar Morto), ou onde os terrenos foran conquistados ao mar através de diques e outras proteccións costeiras: grande parte da superficie dos Países Baixos está abaixo do nivel medio do mar e moitas áreas do Bangladesh e grande parte das illas coralinas dos oceanos tropicais están apenas alguns metros acima do nivel medio do mar, con todos os riscos de inundación que tal situación comporta.

[editar] Variación do nivel do mar e as mudanzas cimáticas globais

Un dos principais riscos asociados ao aquecimento global da Terra devido ás alteracións climáticas é a subida do nivel medio dos oceanos. Polas razóns atrás apontadas, en especial pelo aumento eustático nivel do mar devido á fusión dos glaciares e dos mantos de xelo da Antártida, asociados ao aumento do volume das augas por expansión térmica, o nivel do mar que ven subindo a un ritmo de 2 mm/ano, poderá acelerar substancialmente, pondo en risco diversas áreas costeiras. Un aumento de apenas 1 m no nivel do mar pode deixar submersas diversas illas do Pacífico e tornar inhabitábeis vastas áreas do Bangladesh.

Para alén do efecto directo da subida do nivel do mar, hai ainda a considerar o aumento do poder erosivo, en especial nos cordóns dunares e nas praias, e o impacto sobre as infra-estruturas portuarias e de defesa da costa contra inundacións.

[editar] Convención cartográfica

Na cartografía española que realizou o Exército de Terra considerouse que a altitude cero estaría nun punto na costa de Alacante no ano 1959 calculado estatisticamente. Segundo este cálculo, determináronse as coutas de altitude para tódolos vértices xeodésicos da rede cartográfica española e consignáronse nos fitos de primeira e segunda orde.

[editar] Véxase tamén

• Zero hidrográfico
• Mudanza climática
• msnm

[editar] Ligazóns externas

• Artigo na páxina da Universidade de Harvard (en inglés).
• O que é o nivel medio do mar? (en inglés).
• Anomalías gravíticas e o xeoide (en inglés).
• Páxina oficial do Permanent Service for Mean Sea Level do Reino Unido (en inglés).
• Variación global do nivel do mar: medición e interpretación (en inglés).
• Relatorios da US EPA (Environment Protection Agency dos Estados Unidos) sobre a variación do nivel do medio do mar.
• Efecto da subida do nivel medio do mar (en inglés).