Nivel del mar: ¿Cómo medimos los niveles globales de los océanos? ¿El aumento de los océanos cambia esa referencia?

Todos los veranos vas por la orilla, pero últimamente has empezado a notar que la playa parece más estrecha cada vez que la visitas. ¿Está subiendo el nivel del mar o simplemente se está llevando la arena? Hablando de los niveles del mar, sigues escuchando que están aumentando cada año, pero ¿cómo se mide exactamente eso? Después de todo, no se puede usar exactamente una regla. Resulta que hay una serie de sistemas inteligentes que pueden medir con precisión el nivel del mar global a menos de una pulgada y media.

No solo las olas siempre cruzan la superficie del océano, sino que las mareas entran y salen periódicamente, lo que hace que cualquier medición inmediata del nivel del mar sea irremediablemente inexacta. Incluso si planea hacer cientos o miles de mediciones durante semanas o meses, realizar las mediciones individuales sigue siendo difícil. Recoge una buena roca estable en el oleaje, marca una línea en ella y regresa cada hora durante dos semanas para sujetarla con cinta adhesiva. En el mejor de los casos, obtendrá menos de seis pulgadas en cada lectura, sin importar lo que moje, y en el peor de los casos, la piedra se moverá y obtendrá un cuaderno mojado lleno de números inútiles. Así que echemos un vistazo a cómo lo hacen los profesionales.

Gobernantes costosos

Resulta que medir el nivel del mar con un controlador no está tan lejos, pero los oceanógrafos profesionales tienen mareógrafos realmente agradables que viven en casas de mareas con nombres apropiados. El mareógrafo más simple es un tubo largo sentado en el agua, anclado en su lugar. La tubería tiene pequeñas aberturas debajo del nivel del agua que permiten que el agua entre y salga. También llamado pozo estacionario, este dispositivo promedia pequeños movimientos y olas, lo que permite una medición mucho más tranquila y precisa frente a una serie de grados dentro del tubo.

Una casa de mareas antigua, cortesía de NOAA

Por supuesto, realizar todas estas mediciones a mano es un trabajo tedioso, y hoy en día existen métodos informáticos para registrar los niveles de las mareas. A pesar de esto, algunas casas de mareas automatizaron sistemas de registro ya en 1830. Estos sistemas consistían en un flotador en el pozo silencioso que movía una "pluma" con una cuerda y una polea. Cada seis minutos, el bolígrafo marcaba el nivel de la marea en un papel, de forma muy similar a como funciona un viejo sismómetro.

A lo largo de los años, el pozo silencioso ha evolucionado hasta convertirse en un tubo de sonido: en lugar de flotar en una cuerda, el tubo de sonido envía un pulso de sonido a lo largo del tubo y mide el tiempo que tarda el pulso en rebotar en la superficie del agua y volver a sensor. Recientemente, la NOAA ha desarrollado un nuevo sistema que utiliza radares de microondas para medir el nivel del agua. Los sensores de microondas no necesitan un pozo fijo; se pueden montar en una estructura que se asiente sobre el agua. Esta es una gran ventaja, ya que cuidar el sensor es mucho más fácil si no necesita ponerse un traje de neopreno y aire acondicionado. En los próximos años, NOAA planea hacer la transición de sus estaciones de medición acústica a esta nueva tecnología de microondas.

Entonces, si puede medir el nivel del mar sin tocar el agua, ¿hasta dónde puede medir exactamente?

Enviar los satélites

Resulta que puedes medir lo suficientemente lejos, a unas 830 millas de distancia, para ser exactos.

Cortesía de NASA / JPL

En 1992, un cohete Ariane 4 partió del Centro Espacial de Guyana para enviar la órbita del satélite TOPEX / Poseidon. El satélite transportaba una impresionante variedad de instrumentos que incluían dos altímetros de radar, un radiómetro de microondas, receptores GPS y una matriz de láser retrorreflectante. El sistema GPS pudo indicar la ubicación del satélite en una pulgada, y fue el primer sistema en mostrar que los satélites GPS podrían usarse para localizar otra nave espacial en lugar de solo objetivos terrestres.

El sistema TOPEX / Poseidon fue innovador por varias razones. No solo fue capaz de medir el nivel del mar con un increíble grado de precisión (1,5 pulgadas), sino que fue la primera misión en mapear las mareas terrestres. Mapeó las corrientes a través del océano y recopiló datos valiosos que mejoraron nuestra comprensión del cambio climático, el clima e incluso el campo gravitacional de la Tierra.

Aunque el satélite se cerró en 2006 después de un mal funcionamiento, su misión fue asumida por Jason-1, que se lanzó en 2001 para completar las mediciones de TOPEX / Poseidon. Jason-2 lo siguió, y en 2016 Jason-3 recogió el abrigo.

Sabemos que estos satélites miden muy bien el nivel del mar, pero ¿contra qué lo miden exactamente?

Entonces, ¿el nivel del mar es cero?

Bueno, sí ... y no. Depende de su punto de referencia. Si observa cualquier mapa topográfico, notará que las elevaciones se informan en términos de altitud por encima (o, a veces, por debajo) del nivel del mar. Los pilotos a menudo informan elevaciones en AMSL o nivel del mar supermedio. El nivel medio del mar se obtiene cronometrando el nivel de aguas tranquilas (SWL) para eliminar el impacto cíclico de las mareas diarias. SWL es simplemente lo que se puede medir con un mareógrafo, el nivel del agua por los movimientos del mar a medida que las olas del viento se han suavizado. Esto funciona lo suficientemente bien como para medir la altura de cosas que no son océano, pero nos encontramos con un problema si tratamos de medir el océano por sí mismo. Aquí es donde necesitamos otras referencias para medir.

Los instrumentos satelitales informan el nivel del mar en relación con el elipsoide de referencia WGS-84, definido por el manual del usuario de datos TOPEX / Poseidon como la "definición de primer orden de la forma no esférica de la Tierra como un elipsoide". Esta es también la línea básica de receptores GPS para transmitir datos elevados. Otra superficie de referencia auxiliar es el geoide, la forma teórica que tomaría el océano de la Tierra si estuviera libre de las influencias externas del Sol y otros cuerpos celestes, solo agitado por la gravedad y la rotación de la Tierra misma.

¿Tiene Marte el "nivel del mar"?

Esto está muy bien para la Tierra con sus vastos océanos, pero ¿cómo se mide la altitud en Marte (u otros planetas, de hecho) donde no hay mar de referencia?

Si quieres medir una montaña en Marte, es mejor que traigas un barómetro y una calculadora. La elevación cero se define como la isobara donde la presión atmosférica es igual a 610,5 Pa (como referencia, el "nivel del mar" en la tierra tiene una presión atmosférica de 101,5 kPa). Aunque aparentemente se elige al azar, 610.5 Pa es el punto de agua triple en el planeta rojo; esta es la presión a la que el agua puede existir en sus estados sólido, líquido y gaseoso al mismo tiempo. A partir de esto, y de un elipsoide de referencia similar al que usamos para la Tierra, la altura de varias características geográficas se mide mediante altímetros láser conectados a un satélite en órbita como el Mars Global Surveyor.

Echemos un vistazo a la Luna ahora, donde la presión "atmosférica" ​​es en realidad cero (bueno, hay algo de gas allí pero la presión es de alrededor de Pensilvania). El método marciano no funcionará aquí, ya que no hay atmósfera de la que hablar. Para establecer el elipsoide de referencia de la Luna, los científicos determinaron su diámetro medio y lo establecieron como cero. El Orbitador de Inteligencia Lunar puede medir la altura relativa de la superficie lunar en relación con esos datos.

De regreso a la playa

Entonces, volviendo a nuestro problema inicial: ¿qué está causando exactamente esa costa atrasada que observas año tras año? En promedio, el nivel del mar mundial aumenta anualmente alrededor de 0.14 pulgadas, por lo que si bien el calentamiento global es una preocupación muy real, probablemente no notará sus efectos en la costa de un año al otro. Esto deja la erosión costera: la eliminación gradual de arena, rocas y suelo del océano. Entonces, es algo bueno, si gran parte de la costa es tan inestable que tenemos casas de mareas y satélites para rastrear con precisión los cambios en el nivel global del mar. Es casi seguro que esa roca contra la que intentaste medir se moverá.

  • tomkcook dice:

    De hecho, la erosión costera no es la mayor influencia sobre el nivel del mar percibido y la ubicación de la costa; la sedimentación del estuario y el material de lava marina en la costa hacen crecer el área terrestre más rápido que el aumento del nivel del mar y la erosión lo elimina, lo que resulta en la paradoja de que el aumento del nivel del mar produce un aumento del área rural.

    • tomkcook dice:

      Y construcción humana, por supuesto.

    • Simón dice:

      Los efectos del aumento del nivel del mar variarán según el lugar del mundo en el que se encuentre. Sí, los lodos son un problema, pero no si vives en una isla baja del Pacífico Sur. Tendemos a centrarnos en los efectos más cercanos a nosotros, olvidándonos lentamente de la imagen más amplia. Los tantos efectos que distinguirlo no ayuda demasiado.

  • RW versión 0.0.1 dice:

    Le vendría bien una mención de ..
    https://eo.wikipedia.org/wiki/Post-glacial_rebound

    .. y se elevan debido a las fuerzas tectónicas de las placas que se comprimen o se doblan entre sí.

    • Cbob dice:

      ¿Puedes incluso quitar partes de Jerseyerzo (EE. UU. No Reino Unido)?

  • blanco dice:

    El nivel del mar era más alto hace 2000 años. Recuerdo que durante unas recientes vacaciones en Portugal hicimos una gira por una villa romana con un puerto al lado. Esto estaba a unos pocos metros sobre el nivel del mar actual y unos cientos de metros tierra adentro.

    • RW versión 0.0.1 dice:

      O el suelo estaba más bajo.

      • blanco dice:

        Esta zona no es muy conocida debido a la actividad tectónica y está lejos de la capa de hielo de la última edad de hielo.

        • RW versión 0.0.3 dice:

          Si tú lo dices

          https://www.air-worldwide.com/publications/air-currents/fr-1-1755-to-today-reassessing-lisbons-earthquake-risk/#:~:text=Several%20onshore%20faults%20in% 20surdoeste,% inferior 20Tagus% 20Valley% 20 (LTV). & Text = Por lo tanto,% 20la% 20return% 20period% 20of, mayor% 20riesk% 20area% 20in% 20Portugal.

    • Artenz dice:

      Bueno, supongo que eso lo resuelve.

  • Alan B Campbel dice:

    Tenga en cuenta que la imagen muestra exactamente la altura del agua siguiendo la topografía del fondo marino. ¿Qué pasa con la consecuencia de lo bien que este sistema mapea la altura del fondo marino midiendo la superficie del océano? ¿Razón principal del sistema?

  • Ralph Crammedin dice:

    La presión estándar es 101,325 kPa, no 101,5.

Óscar Soto
Óscar Soto

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