El nivel medio del mar

Reyes Acua, Evelin Roxana

Universidad de Santiago de Chile, Departamento de Ingeniera en Minas

evelinreyes93@gmail.com

RESUMEN

La medida del nivel medio del mar se ha utilizado para definir el origen del cero altimtrico de las redes de nivelacin nacionales. En la actualidad, esta medida es de especial importancia porque permite que los cientficos puedan determinar si el nivel del mar est cambiando. Esto nos ayuda a entender como aumenta el nivel del mar a consecuencia del calentamiento del planeta.

En el presente artculo explicara el concepto de nivel medio del mar y las tcnicas actuales de medicin este (maregrafos y satlites altimtricos). Por ende, se describen los fenmenos que influyen en la variacin del nivel medio del mar y las correcciones a aplicar los valores obtenidos.

Palabras clave.

Nivel medio del mar, maregrafo, altimetra por satlite, altura del nivel medio del mar corregida

Abstract

The measurement of mean sea level has been used to define the origin of the altimetry zero national leveling networks. Today, this measure is particularly important because it allows scientists to determine whether sea level is changing. This helps us understand how sea level rises as a result of global warming.

In this article explaining the concept of mean sea level and the current techniques of this (tide gauges and satellite altimetry) measurement. Therefore, the phenomena that influence the variation of mean sea level and corrections to apply the values obtained are described.

keywords.

Mean sea level, tide gauge, satellite altimetry, height corrected mean sea level

INTRODUCCCIN

El nivel del mar al que sirve como referencia para ubicar la altitud de las localidades y accidentes geogrficos.

Segn la organizacin internacional Permanent Service for Mean Sea Level el nivel medio del mar (MSL) se define como el nivel de las aguas tranquilas del mar promediado durante un periodo determinado de tiempo (meses, aos) de tal manera que los efectos provocados peridicamente por mareas y por otras causas frecuentes como las olas queden compensados. Esta definicin es la utilizada por los usuarios de maregrafos, de los cuales se obtendrn valores diferentes de MSL segn la zona de estudio.

Para el mtodo de altimetra por satlite, el nivel medio del mar va referido a un instante y es un nico valor para todo el mundo. ste se obtiene a partir del promedio de los valores de altura de la superficie del mar sobre el elipsoide corregido ( corSSH) de efectos fsicos (mareas, efecto baromtrico inverso, etc.) e instrumentales (retardos de la seal del satlite debidos a la atmsfera, error orbital radial, etc.). La superficie del mar se divide en reas de igual tamao, cada una de las cuales tiene un valor de corSSH medido.

La unidad en que suele medirse la altura sobre el nivel del mar es msnm, es decir, "metros sobre el nivel del mar".

VARIACIONES DEL NIVEL DEL MAR

Temporales: Estas variaciones son originadas por las mareas. La atraccin del Sol y de la Luna dan inicio a un ascenso y descenso del nivel del mar producto del paso de estos astros (solos o combinados) por un lugar de la superficie terrestre. El ascenso se denomina pleamar o flujo y el descenso bajamar o reflujo.

Como las mareas pueden ocasionar una diferencia de nivel considerable, se debe considerar el nivel del mar en un punto de referencia (para cada pas). Se obtiene as el promedio del nivel del mar que sirve de referencia para las altitudes terrestres en cada pas.

Espaciales: Estas variaciones tienen relacin con el movimiento de rotacin terrestre y la fuerza centrfuga originada por dicho movimiento lo que provoca, a su vez, a la curvatura de las aguas ocenicas, es decir, al abombamiento de los ocanos en el ecuador y a su achatamiento en los polos. As, el nivel del mar en la zona ecuatorial es considerablemente mayor que en las zonas templadas y, sobre todo, en las rticas o antrticas. Lo que da como resultado, tambin, que las mareas sean bastante ms dbiles en la zona ecuatorial.

PERTURBACIONES METEOROLGICAS. PRESIN Y VIENTO.

El nivel del mar es afectado tambin por las perturbaciones meteorolgicas. El grado de alteracin depender del tiempo que se encuentren presente y de la densidad del agua de la zona.

Presin atmosfrica: La presin atmosfrica ejerce una fuerza vertical sobre la superficie del mar. Por eso, los cambios de esta presin provocan que vare el nivel del mar.

Viento: El viento genera fuerzas paralelas a la superficie del mar, lo que provoca una variacin en su nivel. Esta influencia provoca un incremento de nivel del mar que es proporcional a la velocidad del viento e inversamente proporcional a la profundidad del fondo marino.

MTODOS DE MEDICIN

MAREGRAFOS

Los maregrafos han sido el aparato ms comn para medir el nivel del mar. La forma de medicin difiere dependiendo del tipo de maregrafo utilizado. Todos ellos miden el nivel del mar instantneo en un lugar concreto de la lnea de costa, de forma continua. De esta forma, no se obtiene la informacin de los cambios del mar en toda su extensin, sino que se limitan a los valores de ciertos puntos de la lnea de costa.

En muchos pases se ha utilizado el nivel medio del mar extrado de uno de sus maregrafos como cero altimtrico a la que est referida su red de nivelacin nacional.

Generalmente, estos maregrafos estn conectados con las redes de nivelacin nacionales mediante itinerarios altimtricos de precisin, y a sistemas de referencia geodsicos mediante el uso de receptores GPS (Global Positioning System).

TIPOS DE MAREGRAFOS Y PRINCIPIO DE MEDIDA.

Todos los maregrafos miden la distancia vertical entre un punto de referencia y la superficie instantnea del mar. La precisin en la medida de todos estos tipos de maregrafos es alrededor de 1 cm. Existen varios sistemas:

Maregrafos de flotador. Constan de un flotador que va montado dentro de un cilindro con la base agujereada. La entrada de agua por la parte inferior hace que se llene el cilindro hasta el nivel actual del mar. Mediante el flotador se detecta este nivel el cual es transmitido a un tambor que recoge la informacin de forma continua.

A la vez se utiliza un reloj para tener una referencia temporal de todas y cada una de las mediciones efectuadas.

El tubo exterior evita las distorsiones que provocara el efecto directo de las olas sobre el flotador. Es el maregrafo clsico y aunque en la actualidad existen mejores tipos de maregrafos, an es de uso generalizado.

Maregrafos de presin. Miden la presin submarina en un punto donde se conoce la densidad del agua y la aceleracin de la gravedad. Conociendo estos datos se puede calcular la altura buscada.

Maregrafos acsticos: Miden el tiempo en el que una seal acstica recorre la distancia vertical entre el emisor y la superficie del mar que la refleja. De esta forma obtenemos la altura instantnea del mar.

Maregrafos de radar: La medicin se realiza de forma similar al anterior pero utilizando frecuencias de radar.

CLCULO DEL NIVEL MEDIO DEL MAR.

El nivel medio del mar en un punto (MSL) se puede calcular en base a la observacin de la altura de la marea y puede ser definido en una primera aproximacin como el plano en torno al cual oscila la marea . A la hora de calcular el nivel medio del mar se suele disponer de medidas tomadas cada una hora de los maregrafos.

Figura 1. Origen geopotencial con un maregrafo.

Los efectos provocados por las mareas y por las perturbaciones meteorolgicas se suelen eliminar promediando estos valores en el tiempo deseado.

As pues,

Siendo m(h) el valor obtenido por el maregrafo en la hora h.

Siendo p(i) un peso que debemos aplicar dependiendo del nmero de das del mes

Si no existieran variaciones de densidad y circulacin de los ocanos, la superficie marina adoptara una forma denominada geoide, superficie a la cual se refieren las alturas topogrficas. No obstante, hay variaciones de densidad y corrientes que hacen que el nivel medio del mar real vare hasta un metro del geoide. Por ende, el plano del nivel medio del mar extrado de una serie corta de observacin de la marea, corresponde a un plano local que puede diferir del nivel medio del mar determinado a partir de una serie de tiempo ms extensa de observaciones horarios de la marea.

ALTIMETRA POR SATELITE

Los satlites altimtricos determinan la distancia existente entre este y la superficie instantnea del mar. Al conocer cada rbita de cada uno de los satlites, podemos conseguir la superficie media ocenica con una precisin de 5 a 10 cm. A diferencia del uso de los maregrafos, esta tcnica permite obtener datos de toda la superficie ocenica, sin limitarse a unos pocos puntos en la costa. Sin embargo, las mediciones sobre el nivel instantneo del mar se ven contaminadas por rebotes de la seal en zonas terrestres, por lo que su uso requiere de un trabajo adicional de post-proceso llamado retracking.

PRINCIPIO DE MEDIDA.

El satlite enva un pulso de microondas hacia la superficie del mar. sta lo refleja y es captado otra vez por el satlite. Mediante la medicin del tiempo en que la seal tarda en recorrer este trayecto, se obtiene la distancia existente entre el satlite y la superficie instantnea del mar.

Figura2. Principio de medida de los satlites altimtricos.

La orbita del satlite es seguida mediante diversas tcnicas como el GPS, SLR y el DORIS (Doppler Orbit determination and Radio positioning Integrated on Satellite, un sistema de determinacin de rbitas), obteniendo la altura elipsoidal satelital con gran precisin, tras aplicar la llamada correccin del error orbital radial.

Con estos datos podemos obtener la altura de la superficie del mar (Sea Surface Height, SSH), mediante la frmula:

Generalmente la altura de la superficie del mar se corrige, obteniendo la altura de la superficie del mar corregida (corSSH)

CorSSH: La altura de la superficie del mar corregida

SSH: La altura de la superficie del mar

hs: altura elipsoidal del satlite

eor: correccin del error orbital radial

R: distancia entre el satlite altimtrico y la superficie instantnea del mar.

CM: La correccin por efecto de la marea

CP: La correccin por efecto baromtrico inverso

CT: La correccin por el retardo troposfrico

CI: La correccin por el retardo ionosfrico

CS: La correccin por el sesgo electromagntico

CO: La correccin por otros factores de inters

CONCLUSIN

El nivel del mar no es constante ni tampoco es igual en distintos lugares de la Tierra, en cada pas se toma un nivel predeterminado en un lugar concreto y a una determinada hora. Cualquier altitud que se quiera calcular en dicho pas se har en comparacin con respecto a ese nivel predeterminado.

Para determinar el nivel del mar se utilizan los maregrafos y mtodo de altimetra por satlite , el primero consiste en medir el promedio durante un tiempo determinado un mes o un ao. Estos valores son diferentes para cada zona de estudio y para el segundo el nivel medio del mar va referido a un instante y es un nico valor para todo el mundo.

Las variaciones del Nivel Medio del Mar, se explican por cambios en el volumen total de los ocanos, variaciones temporales y espaciales. Otros aportes son el cambio en el balance de masa de los glaciares continentales, las variacin de presin atmosfrica, vientos y corrientes marinas superficiales.

REFERENCIAS

http://www.shoa.cl/servicios/descargas/pdf/pub3202.pdf

http://docsetools.com/articulos-educativos/article_13936.html

http://www.windows2universe.org/earth/Water/sea_level.html&lang=sp

http://www.iado-conicet.gob.ar/archivos/geologiamarina/GMClase08VNM.pdf

http://www.ingenieriaoceanica.cl/index.php/documentos-ico/69-analiis-de-las-fluctiaciones-del-nivel-medio-del-mar-a-lo-largo-de-60-anos-de-registros-en-las-costas-de-chile