Jūros lygis yra fundamentali sąvoka, naudojama geografijoje, geodezijoje ir kituose moksluose. Tai yra atskaitos taškas, nuo kurio matuojamas sausumos aukštis ir jūrų gelmė. Šiame straipsnyje išnagrinėsime, kas yra jūros lygis, kokie veiksniai jį veikia, kaip jis kinta ir kodėl svarbu jį stebėti. Taip pat aptarsime, kaip aukštis virš jūros lygio gali būti susijęs su kitais reiškiniais, pavyzdžiui, kalbos ypatumais, ir pristatysime modernias aukščio nustatymo technologijas.
Jūros lygio apibrėžimas ir svarba
Jūros lygis - tai judriojo Pasaulinio vandenyno paviršiaus padėtis, kuri laikoma atskaitos tašku matuojant sausumos aukštį (altitudę) ir jūrų gelmę. Tai yra tarsi nulinė atskaita, nuo kurios pradedami skaičiuoti aukščiai ir gyliai. Jūros lygis laikomas sutartiniu atskaitos tašku matuojant sausumos reljefo aukštį ir jūros dugno gylį. Ši padėtis nėra fiksuota, ją lemia daugybė veiksnių, įskaitant traukos dėsnį, Žemės sukimosi momentą, temperatūrą, potvynius ir atoslūgius bei kitus atmosferos ir vandenyno procesus. Absoliutus jūros lygis apima pasaulinį jūros lygio matavimą, kurį atlieka aukščio matavimo palydovai. Jūros lygis yra svarbus dėl kelių priežasčių:
- Geografinių matavimų atskaitos taškas: Jis leidžia vieningai matuoti ir palyginti įvairių vietovių aukščius.
- Navigacija: Jūros lygis naudojamas jūrlapiuose ir navigacijos sistemose, kad būtų galima nustatyti saugų laivų plaukiojimo gylį.
- Klimato kaitos stebėjimas: Jūros lygio pokyčiai yra vienas iš svarbiausių klimato kaitos rodiklių.
- Pakrančių planavimas: Informacija apie jūros lygį reikalinga planuojant pakrančių infrastruktūrą ir apsaugą nuo potvynių.
Veiksniai, lemiantys jūros lygį
Jūros lygis nėra pastovus dydis. Jis nuolat kinta dėl įvairių priežasčių. Jūros lygio pokyčiai (nukrypimai nuo sutartinio atskaitos taško) skirstomi į periodinius, neperiodinius ir ilgalaikius (arba amžiaus).
- Periodiniai pokyčiai: Tai potvyniai ir atoslūgiai, kuriuos sukelia Mėnulio ir Saulės gravitacija, Saulės aktyvumo, metų laikų kaita. Periodinę jūros lygio kaitą lemia Žemės, Mėnulio ir Saulės gravitacijos jėgų sąveika, Saulės aktyvumo, metų laikų kaita. Nustatomi potvynių ir atoslūgių vandens lygiai, vidutiniai paros, mėnesio, metų, vidutinis daugiametis vandens lygis.
- Neperiodiniai pokyčiai: Tai jūros lygio svyravimai, kuriuos sukelia orus lemiantys atmosferos procesai, tokie kaip vėjas, bangos, temperatūros pokyčiai ir krituliai. Dėl vėjo ir bangų poveikio vyksta patvanka ir nuotvanka. Jūros lygis kinta vandeniui įšilus arba atvėsus, dėl atmosferos slėgio pokyčių, kritulių ir garavimo.
- Ilgalaikiai (amžiaus) pokyčiai: Tai lėti jūros lygio pokyčiai, kuriuos lemia klimato kaita ir geodinaminiai procesai. Vidutinis daugiametis jūros lygis kinta kartu su globaliniais klimato pokyčiais, pvz., per ledynmečius jis buvo 110-120 m žemesnis, o ledynams tirpstant kilo.
Jūros lygio matavimas
Jūros lygis matuojamas specialiais prietaisais - mariografais. Jie registruoja vandens lygio pokyčius tam tikroje vietoje. Lietuvoje mariografai įrengti Klaipėdos uoste, Juodkrantėje ir Nidoje. Šių prietaisų duomenys naudojami jūros lygio pokyčių stebėjimui ir prognozavimui.
Jūros lygio kilimas ir klimato kaita
Jūros lygis kyla vis sparčiau ir kelia vis didesnę grėsmę pakrančių teritorijoms visame pasaulyje. Dėl klimato kaitos nuo 1901 m. iki 2018 m. vidutinis pasaulinis jūros lygis pakilo 15-25 cm ir kils dar ne vieną šimtmetį. Pasaulinis vidutinis jūros lygis kyla dėl trijų pagrindinių veiksnių: vandenynų šiluminis plėtimasis (įkaitęs vanduo plečiasi), ledynų ir ledo dangų tirpimas ir sausumos vandens atsargų pokyčiai (požeminio vandens išsekimas ir vandens kaupimasis rezervuaruose). Vidutinis pasaulinis termosterinis jūros lygio kilimas, kurį lemia vandenynų atšilimas, sudaro beveik 40 % šiuolaikinio vidutinio pasaulinio jūros lygio kilimo (1901-2018 m.).
| Laikotarpis | Jūros lygio kilimas / greitis | Pastabos |
|---|---|---|
| 1901-2018 m. | 15-25 cm (iš viso) | Dėl klimato kaitos |
| 2001-2010 m. | vidutiniškai 2,9 milimetro per metus | Pasaulinis vidurkis, „Copernicus“ duomenys |
| 2011-2020 m. | beveik padvigubėjo iki 4,5 mm per metus | Pasaulinis vidurkis, „Copernicus“ duomenys |
| Pastarieji 30 metų (nuo 1993 m.) | 0,12 ± 0,073 mm per metus | Vidutinis pasaulinis jūros lygis, „Copernicus“ duomenys |
| Baltijos jūra (1993-2022 m.) | 4,8 mm per metus | Spartiausias absoliutus jūros lygio kilimas Europoje |
| Lietuvos krantai (nuo 20 a. 8 dešimtmečio) | apie 6,5 mm per metus | Baltijos jūros vandens lygis ties Lietuvos krantais |
Jūros lygio kilimas įvairiuose regionuose skiriasi. Dėl įvairių regioninių ir pakrančių veiksnių, tokių kaip žemės nuosmukis (žemės grimzdimas) ir pakilimas, erozija ir regioninės vandenyno srovės, pakrančių teritorijose jūros lygio pokyčiai gali būti mažesni arba didesni nei vidutiniškai pasaulyje. Pavyzdžiui, Baltijos jūra yra Europos regionas, kuriame absoliutus jūros lygis kyla sparčiausiai. Dėl El Ninjo ir pietų osciliacijos (ENSO) žemai esančiose Ramiojo vandenyno salose, priklausomai nuo vietos ir metų laiko, jūros lygis kinta iki 30 cm. Ekstremalų jūros lygį pakrantėje lemia ne tik vidutinis jūros lygis, bet ir keli veiksniai, pavyzdžiui, potvyniai, atoslūgiai, bangos ir audros. Jūros lygio kilimas taip pat gali prisidėti prie šių natūralių procesų pokyčių.
Klaidingi teiginiai apie jūros lygio kilimą
Socialiniuose tinkluose kartais plinta klaidinga informacija apie jūros lygio kilimą. Pavyzdžiui, nuotraukų koliažas iš Brazilijos miesto Rio de Žaneiro, kuriame pavaizduotas žymusis Cukraus galvos kalnas, teigia, kad per pastaruosius šimtmečius jūros lygis prie kalno nepakilo. Tačiau tokie teiginiai yra klaidinantys, nes jie remiasi vienos vietovės stebėjimais ir neatsižvelgia į globalius jūros lygio pokyčius. Reikia atsiminti, kad jūros lygis kinta nevienodai skirtingose vietovėse, o ilgalaikius pokyčius galima nustatyti tik atliekant ilgalaikius stebėjimus ir analizę.
Kaip jūros lygio kilimas paveiks mane?
Kylant jūros lygiui, žemai esančios pakrančių teritorijos, jų ekonomika, infrastruktūra ir gyventojai tampa vis labiau pažeidžiami, ypač audrų ir potvynių metu. Vienas svarbiausių jūros lygio kilimo padarinių - pakrančių potvyniai ir erozija. Dėl to nukenčia ypatingos svarbos infrastruktūra, būstai, patiriami ekonominiai nuostoliai ir pakrančių bendruomenės perkeliamos. Jūros lygio kilimas jau dabar lemia žmonių persikėlimą; apie 10 proc. pasaulio gyventojų gyvena pakrančių zonose, kurios yra mažiau nei 10 metrų virš jūros lygio. Vien tik Europoje daugiau nei 50 mln. žmonių gyvena žemo aukščio pakrančių zonose. Be to, aukštesnis vandens lygis gali padidinti kranto linijos atsitraukimą ir kelti grėsmę pakrančių ekosistemoms ir buveinėms. Pakrančių buveinės, kuriose gyvena įvairi flora ir fauna, yra ypač pažeidžiamos jūros lygio kilimo ir jo poveikio.
Mangrovės, druskingos pelkės ir koraliniai rifai yra svarbios buveinės, teikiančios žmonijai daug naudos ir paslaugų. Jie yra biologinės įvairovės židiniai ir svarbūs natūralūs barjerai, apsaugantys nuo erozijos ir audrų - jie yra kaip buferis, apsaugantis nuo bangų energijos. Tačiau aukštesnis vandens lygis ir dažnesni pakrančių potvyniai trikdo šią trapią aplinką, todėl nyksta biologinė įvairovė, mažėja žuvų populiacijos ir apsaugos nuo audrų galimybės. Vandenyno vandenims skverbiantis į pakrančių teritorijas, sūrus vanduo užteršia gėlo vandens šaltinius - upes, vandeninguosius sluoksnius ir estuarijas. Tai kelia pavojų geriamojo vandens ištekliams ir žemės ūkio paskirties žemei, dėl to mažėja derlius ir prarandama dirbama žemė. Tai gali turėti ilgalaikių pasekmių nuo šių šaltinių priklausomoms bendruomenėms.
Aukščio virš jūros lygio nustatymas
Norint nustatyti vietovės aukštį virš jūros lygio, galima pasitelkti įvairius metodus ir priemones. Šiame straipsnyje aptarsime skirtingus būdus, pradedant nuo tradicinių žemėlapių iki modernių technologijų, tokių kaip GPS ir skaitmeniniai žemėlapiai. Taip pat išnagrinėsime, kodėl svarbu žinoti aukštį virš jūros lygio ir kaip ši informacija gali būti pritaikoma įvairiose srityse.
Žemėlapiai - informacijos šaltinis
Žemėlapiai yra vienas iš pagrindinių informacijos šaltinių, norint sužinoti vietovės aukštį virš jūros lygio. Juose naudojami sutartiniai ženklai ir mastelis, leidžiantys nustatyti ne tik geografinę vietovę, bet ir jos aukštį. Žemėlapiuose galima rasti įvairios informacijos, tačiau svarbu mokėti perskaityti jų sutartinius ženklus ir atsižvelgti į nurodytą mastelį.
Skaitmeniniai žemėlapiai
Sparčiai tobulėjant kompiuterinei technikai, tradicinius žemėlapius vis dažniau keičia skaitmeniniai atitikmenys ar skaitmeninės duomenų bazės. Tai modernus automatizuotas būdas apdoroti informaciją, o žemėlapio ar plano turinį išreikšti skaitmenimis. Skaitmeniniame žemėlapyje galima pasirinkti labiausiai dominantį parametrą ir analizuoti vien tik jį - tokiu principu sudaromos vienos populiariausių žemėlapių platformų Lietuvoje - „Google Maps“ ar „maps.lt“. Skaitmeniniai žemėlapiai dažniausiai sudaromi aerofotonuotraukos ar skenuotų vaizdų pagrindu. Vietovės paviršių patogiausia skenuoti iš orlaivio, jame integruojant lazerinį 3D vaizdo skenerį. Lėktuvui nedideliame aukštyje skriejant virš miesto ar vietovės, specialus optinis elektroninis blokas skleidžia lazerio impulsus - jų gali būti iki 100 tūkstančių per sekundę - ir taip matuoja atstumus iki žemės paviršiaus, medžių, pastatų stogų ir kitų objektų. Toks žemėlapių sudarymas iš aeronuotraukų bei skenuotų vaizdų smarkiai sumažina geodezinių lauko matavimų apimtį. Nors dažniausiai naudojami įprasti miestų ar kitų vietovių žemės paviršiaus planai, tačiau įvairių sričių specialistams reikalingi ir kitokie žemėlapiai. Lakūnai naudoja aeronavigacijos žemėlapius - orlaivių pilotai mokomi studijuoti žemėlapius, kad sugebėtų orientuotis vietovėse avariniais atvejais, kai nustoja veikti navigaciniai prietaisai. Tačiau bet kokio žemėlapio sudarymui reikia surinkti didžiulį duomenų kiekį - juk tokiuose planuose žymima tiek vyraujanti augmenija, tiek vandens telkiniai, tiek pastatai, tiek gatvės ir kiti objektai. Žemėlapiuose galima pateikti labai daug informacijos, tačiau svarbu mokėti perskaityti jų sutartinius ženklus ir atsižvelgti į nurodytą mastelį. Pavyzdžiui, miško plane galima užšifruoti, kokie medžiai vyrauja, koks tarp jų vidutinis atstumas, koks aukštis ir koks kamieno storis pasitaiko dažniausiai.
GPS - globalinė padėties nustatymo sistema
Neatsiejama žemėlapių sudarymo ar žemės matavimų dalis yra skaitmeniniai GPS imtuvai bei palydovai. GPS - tai Globalinio Pozicijavimo Sistema (Global Positioning System = GPS). Tai yra didelio tikslumo palydovinė radionavigacinė sistema, suteikianti informaciją apie objektų padėtį erdvėje (3D), jų judėjimo greitį, kryptį ir įveiktą atstumą, atstumus iki pasirinktų taškų, apie tikslų vietos laiką duotu momentu, geografinius duotos vietovės saulėtekio/saulėlydžio laikus, mėnulio fazes. GPS veikia nepriklausomai nuo oro salygų, paros ar metų laiko, vienodai bet kokioje pasaulio vietoje.
GPS palydovai
GPS sistemoje naudojami 24 palydovai, priklauso JAV palydovinės navigacijos sistemai NAVSTAR (Navigation Satellite Time and Ranging). Pirmasis GPS palydovas buvo paleistas 1978 m. Visa 24 palydovų sistema pradėjo veikti 1994 metais. GPS palydovai skrieja 6 orbitinėmis trajektorijomis (po 4 kievienoje). Kiekvienas GPS palydovas radiosignalais į Žemę perduoda informaciją apie savo buvimo vietą (koordinates), tikslų laiką ir identifikavimo kodą. GPS palydovo parametrai: svoris - apie 907 kg, ilgis - apie 5 m, siunčiamo radiosignalo dažnis - 1575,42 MHz, siustuvo galia - apie 50 vatų.
GPS imtuvai
Tai prietaisai, priimantys signalus iš GPS palydovų. GPS imtuvus naudoja vartotojai, esantys žemės paviršiuje ir aviacijai tinkamame atmosferos sluoksnyje, savo buvimo koordinatėms nustatyti. GPS imtuvą paprastai sudaro dvi pagrindinės dalys - pagrindinis imtuvo mazgas (GPS engine) ir vartotojiška taikomoji programa.
Koordinačių nustatymas ir tikslumas
GPS imtuvas priima signalus iš 3-5 artimiausių GPS palydovų, esančių tiesioginio matomumo zonoje, algoritmais apdoroja gautus signalus ir pateikia tokias vartotojo buvimo vietos koordinates: platuma, ilguma, aukštis virš jūros lygio, judėjimo greitis, judėjimo kryptis. Informacija (grafinė ir tekstinė) yra išvedama vartotojui į ekraną. GPS palydovų siunčiami signalai pasiekia bet kurią Žemės vietą, bet kuriuo paros laiku, nepriklausomai nuo oro temperatūros. Šiuo metu GPS imtuvo vietos nustatymo tikslumas gali siekti nuo 100 metrų iki 1 cm. Tai priklauso nuo naudojamo imtuvo sudėtingumo, naudojamų matavimo ir apskaičiavimo priemonių bei metodų. Civilinės paskirties arba buitiniais GPS imtuvais nustatomų koordinačių paklaida siekia apie 3-5 m. Naudojant EGNOS - ji gali sumažėti iki 1-1,5m.
Geoportal.lt žemėlapių naršyklė
Geoportal.lt žemėlapių naršyklė - tai darbo su žemėlapiais aplinka ir labiausiai lankoma geoportal.lt vieta. Čia galima ne tik peržiūrėti duomenis, bet ir ieškoti duomenų rinkinių bei vietų žemėlapyje pagal vietovardį, naudotis teminiais erdvinių duomenų paslaugų katalogais, kuriuose paslaugos sugrupuotos pagal populiarias jų taikymo sritis. Ši paraiška turi interaktyvų žemėlapį kairėje pusėje su išskleidžiamaisiais meniu, kad būtų galima pasirinkti išmetamųjų teršalų scenarijų (šiuo atveju tik SSP5-8.5) ir laikotarpį (Past (1951-1980 m.), Recent Past (1985-2014 m.), Near Future (2021-2050 m.)). Spustelėjus žemėlapį dešinėje pusėje atsiranda skydelis, kuriame rodomas interaktyvus sklypas, atitinkantis pasirinkto taško laiko vidurkius. Užveskite pelės žymeklį virš sklypų, kad pamatytumėte reikšmes. Dėl didelių verčių skirtumų skirtingose vietose baseinai buvo suskirstyti į tris regionus (Baltijos jūros, Atlanto vandenyno ir Viduržemio jūros bei Juodosios jūros), kad kiekvienam baseinui būtų nustatyta tinkama spalvų skalė ir intervalai.
Geoportal.lt funkcijos ir galimybės
Geoportal.lt siūlo platų funkcijų spektrą, leidžiantį vartotojams efektyviai dirbti su kartografine informacija:
- Mano žemėlapis: Galite peržiūrėti ne tik į portalą teikiamus duomenų teikėjų žemėlapius, bet ir susikurti savo žemėlapį.
- Įterpiami žemėlapiai: Galite pasižymėti norimus taškus ir susikurti žemėlapį, kurį galėtumėte įsiterpti savo svetainėje.
- Žemėlapių palyginimas: Galite pasinaudoti skirtingų sluoksnių (žemėlapių) palyginimo įrankiu.
- Matavimai ir maršrutai: Galite rasti įrankius koordinačių nustatymui, atstumų ir plotų matavimui bei maršrutų planavimui.
- Reljefo profiliai: Galite pasinaudoti įrankiais, kurie leidžia nubraižyti jūsų žemėlapyje pažymėtų atkarpų reljefo profilį ir nustatyti bet kurio žemėlapyje pažymėto taško aukštį virš jūros lygio.
- Duomenų analizė: Galite atlikti savo įsikeltų duomenų analizę.
- Susiejimas su koordinatėmis: Galite susieti savo turimus žemėlapius arba planus, kurie yra skenuoti apie išsaugoti kompiuteryje kaip paveikslėliai rastriniais formatais su koordinatėmis.
Reljefo profiliai
Geoportal.lt žemėlapių naršyklėje galite pasinaudoti įrankiais, kurie leidžia nubraižyti jūsų žemėlapyje pažymėtų atkarpų reljefo profilį ir nustatyti bet kurio žemėlapyje pažymėto taško aukštį virš jūros lygio. Įrankis naudoja „GDR50LT - Lietuvos Respublikos teritorijos M 1:50 000 georeferencinių erdvinių duomenų rinkinio - skaitmeninį reljefo modelį", kuris sukurtas panaudojus „SEŽP_0.5LT - LR teritorijos skaitmeninius erdvinius žemės paviršiaus lazerinio skenavimo taškų duomenis" (Modelio autorius - Nacionalinė žemės tarnyba prie Žemės ūkio ministerijos). Reljefo modelis nėra perskaičiuotas į Lietuvos valstybinę aukščių sistemą LAS07, kuri įsigaliojo nuo 2016 m. sausio 1 d.
Aukštis virš jūros lygio ir kalbos ypatumai
Įdomu tai, kad aukštis virš jūros lygio gali būti susijęs su kalbos ypatumais. Mokslininkai nustatė, kad tam tikros priebalsės, kurios ištariamos intensyviai išpučiant orą, dažniausiai vartojamos regionuose, esančiuose aukštai virš jūros lygio. Tyrimai rodo, kad 87 procentai kalbų, kuriose naudojamos minėtos priebalsės, pastebimos regionuose, esančiuose aukščiau jūros lygio visuose žemynuose. Atliekant tyrimą, mokslininkai analizavo apie 600 kalbų ir pastebėjo stiprų ryšį tarp aukščio virš jūros lygio ir kalbų, turinčių specialias priebalses. Iki šiol dauguma mokslininkų manė, kad ryšį tarp kalbos struktūros ir aplinkinio pasaulio lėmė tik aplinkos įtaka sudarant žodžius.
Aukščiausiai virš jūros lygio esančios šalys
Planetoje yra ir vieta, kurios visa teritorija yra aukščiau nei 1400 m virš jūros lygio. Ir ji ne Himalajuose, o pietinėje Afrikoje. Tai nedidelė (30 355 kv km) Lesoto karalystė, iš visų pusių apsupta Pietų Afrikos Respublikos. Žemiausias Lesoto taškas yra 1,4 tūkst. m virš jūros lygio, kur suteka Oranžinė ir Makalengo upės.
