El nivel del mar

Este marcador indica el nivel del mar está situado entre Jerusalén y el Mar Muerto.

Nivel medio del mar (MSL, a menudo abreviado como nivel del mar) es un nivel superficial promedio de uno o más de los niveles de la Tierra' s cuerpos de agua costeros desde los cuales se pueden medir alturas como la elevación. El MSL global es un tipo de referencia vertical, una referencia geodésica estandarizada, que se utiliza, por ejemplo, como referencia de carta en cartografía y navegación marítima o, en aviación, como el nivel del mar estándar en el que se mide la presión atmosférica para calibrar altitud y, en consecuencia, los niveles de vuelo de las aeronaves. En cambio, un estándar de nivel medio del mar común y relativamente sencillo es el punto medio entre una marea baja media y una marea alta media en un lugar en particular.

Los niveles del mar pueden verse afectados por muchos factores y se sabe que han variado mucho a lo largo de las escalas de tiempo geológico. El aumento actual del nivel del mar se debe principalmente al cambio climático inducido por el hombre. Cuando aumentan las temperaturas, los glaciares de las montañas y los casquetes polares se derriten, aumentando la cantidad de agua en los cuerpos de agua. Debido a que la mayor parte de los asentamientos humanos y la infraestructura se construyeron en respuesta a un nivel del mar más normalizado con un cambio esperado limitado, las poblaciones afectadas por el cambio climático en relación con el aumento del nivel del mar deberán invertir en la adaptación climática para mitigar los peores efectos o cuando las poblaciones estén en riesgo extremo, un proceso de retirada controlada.

El término sobre el nivel del mar generalmente se refiere a sobre el nivel medio del mar (AMSL). El término APSL significa sobre el nivel del mar actual, comparando los niveles del mar en el pasado con el nivel actual.

El radio de la Tierra al nivel del mar es de 6.378,137 km (3.963,191 mi) en el ecuador. Son 6.356,752 km (3.949,903 mi) en los polos y 6.371,001 km (3.958,756 mi) en promedio.

Medición

Las mediciones del nivel del mar de 23 largos registros de medidores de marea en entornos geológicos estables muestran un aumento de alrededor de 200 milímetros (7,9 pulgadas) durante el siglo XX (2 mm/año).

Determinación precisa de un "nivel medio del mar" es difícil debido a los muchos factores que afectan el nivel del mar. El nivel instantáneo del mar varía bastante en varias escalas de tiempo y espacio. Esto se debe a que el mar está en constante movimiento, afectado por las mareas, el viento, la presión atmosférica, las diferencias gravitatorias locales, la temperatura, la salinidad, etc. La forma más fácil de calcular esto es seleccionando una ubicación y calculando el nivel medio del mar en ese punto y usándolo como referencia. Por ejemplo, se puede promediar un período de 19 años de observaciones de nivel por hora y utilizarlo para determinar el nivel medio del mar en algún punto de medición.

Nivel de aguas tranquilas o nivel del mar de aguas tranquilas (SWL) es el nivel del mar con movimientos como las olas del viento promediados. Entonces MSL implica el SWL promediado adicionalmente durante un período de tiempo tal que los cambios debidos, por ejemplo, a las mareas, también tienen media cero. MSL global se refiere a un promedio espacial sobre todo el océano.

A menudo se miden los valores de MSL con respecto a la tierra; por lo tanto, un cambio en el MSL relativo puede resultar de un cambio real en el nivel del mar, o de un cambio en la altura de la tierra en la que opera el mareógrafo. En el Reino Unido, el dato de artillería (la altura de 0 metros en los mapas del Reino Unido) es el nivel medio del mar medido en Newlyn en Cornualles entre 1915 y 1921. Antes de 1921, el dato vertical era MSL en Victoria Dock, Liverpool. Desde los tiempos del Imperio Ruso, en Rusia y sus otras partes anteriores, ahora estados independientes, el nivel del mar se mide desde el nivel cero de Kronstadt Sea-Gauge. En Hong Kong, "mPD" es un término topográfico que significa "metros por encima del Datum Principal" y se refiere a la altura de 0,146 m por encima del datum de la carta y 1,304 m por debajo del nivel medio del mar. En Francia, el Marégraphe de Marsella mide continuamente el nivel del mar desde 1883 y ofrece los datos recopilados más extensos sobre el nivel del mar. Se utiliza para una parte de Europa continental y la mayor parte de África como el nivel del mar oficial. España utiliza la referencia para medir alturas por debajo o por encima del nivel del mar en Alicante, y otra referencia europea de elevación vertical (Sistema Europeo de Referencia Vertical) es la elevación de Amsterdam Peil, que data de la década de 1690.

Los altímetros satelitales han estado realizando mediciones precisas del nivel del mar desde el lanzamiento de TOPEX/Poseidon en 1992. Una misión conjunta de la NASA y el CNES, TOPEX/Poseidon fue seguida por Jason-1 en 2001 y la Ocean Surface Topography Mission en el Satélite Jason-2 en 2008.

Altura sobre el nivel medio del mar

Altura sobre el nivel medio del mar (AMSL) es la elevación (sobre el suelo) o altitud (en el aire) de un objeto, en relación con el nivel medio del mar dato. También se utiliza en la aviación, donde se registran e informan algunas alturas con respecto al nivel medio del mar (MSL) (en contraste con el nivel de vuelo), y en las ciencias atmosféricas y la topografía terrestre. Una alternativa es basar las medidas de altura en un elipsoide de toda la Tierra, que es lo que hacen sistemas como el GPS. En aviación, el elipsoide conocido como World Geodetic System 84 se usa cada vez más para definir alturas; sin embargo, las diferencias hasta 100 metros (328 pies) existen entre esta altura elipsoide y la altura media de la marea. La alternativa es utilizar un datum vertical basado en un geoide como NAVD88 y el EGM96 global (parte de WGS84).

Cuando se hace referencia a características geográficas como montañas en un mapa topográfico, las variaciones en la elevación se muestran mediante líneas de contorno. La elevación de una montaña denota el punto más alto o la cumbre y generalmente se ilustra como un pequeño círculo en un mapa topográfico con la altura AMSL mostrada en metros, pies o ambos.

En el raro caso de que una ubicación esté por debajo del nivel del mar, la elevación AMSL es negativa. Para uno de estos casos, consulte el Aeropuerto Schiphol de Ámsterdam.

Dificultades de uso

1. Océano
2. Referencia ellipsoide
3. Línea de fontanería local
4. Continente
5. Geoid

Extender esta definición lejos del mar significa comparar la altura local de la superficie media del mar con un "nivel" superficie de referencia, o datum geodésico, llamado geoide. En estado de reposo o ausencia de fuerzas externas, el nivel medio del mar coincidiría con esta superficie geoide, siendo una superficie equipotencial del campo gravitatorio terrestre que, en sí misma, no se conforma con una simple esfera o elipsoide y exhibe variaciones medibles como las medidas por los satélites GRACE de la NASA para determinar los cambios de masa en las capas de hielo y los acuíferos. En realidad, este ideal no se da por las corrientes oceánicas, variaciones de presión atmosférica, variaciones de temperatura y salinidad, etc., ni siquiera como promedio a largo plazo. La separación dependiente de la ubicación, pero persistente en el tiempo, entre el nivel medio del mar y el geoide se denomina topografía de la superficie del océano (media). Varía globalmente en un rango de ± 2 m.

Tierra seca

Sea level sign seen on acantilado (circled in red) at Badwater Basin, Death Valley National Park

Se utilizan varios términos para describir las relaciones cambiantes entre el nivel del mar y la tierra firme.

• "relativo" significa cambio relativo a un punto fijo en la pila de sedimentos.
• "eutático" se refiere a los cambios globales en el nivel del mar en relación con un punto fijo, como el centro de la tierra, por ejemplo como resultado de la fusión de las capas de hielo.
• "steric" se refiere a los cambios globales en el nivel del mar debido a la expansión térmica y variaciones de salinidad.
• "isostático" se refiere a cambios en el nivel de la tierra relativos a un punto fijo en la tierra, posiblemente debido a la buoyancia térmica o efectos tectónicos; no implica ningún cambio en el volumen de agua en los océanos.

El derretimiento de los glaciares al final de las glaciaciones es un ejemplo del aumento eustático del nivel del mar. El hundimiento de la tierra debido a la extracción de agua subterránea es una causa isostática del aumento relativo del nivel del mar.

Los paleoclimatólogos pueden rastrear el nivel del mar examinando las rocas depositadas a lo largo de las costas que son muy estables tectónicamente, como la costa este de América del Norte. Áreas como islas volcánicas están experimentando un aumento relativo del nivel del mar como resultado del enfriamiento isostático de la roca que hace que la tierra se hunda.

En otros planetas que carecen de un océano líquido, los planetólogos pueden calcular una "altitud media" promediando las alturas de todos los puntos de la superficie. Esta altitud, a veces denominada "nivel del mar" o elevación de nivel cero, sirve de manera equivalente como referencia para la altura de las características planetarias.

Cambiar

Local y eustático

Ciclos de agua entre océano, atmósfera y glaciares

Nivel medio local del mar (LMSL) se define como la altura del mar con respecto a un punto de referencia terrestre, promediado durante un período de tiempo (como un mes o un año) lo suficientemente largo como para que las fluctuaciones causadas por las olas y las mareas se suavizan. Uno debe ajustar los cambios percibidos en LMSL para tener en cuenta los movimientos verticales de la tierra, que pueden ser del mismo orden (mm/año) que los cambios en el nivel del mar. Algunos movimientos de la tierra ocurren debido al ajuste isostático del manto al derretimiento de las capas de hielo al final de la última edad de hielo. El peso de la capa de hielo deprime la tierra subyacente, y cuando el hielo se derrite, la tierra se recupera lentamente. Los cambios en el volumen del hielo terrestre también afectan los niveles del mar locales y regionales por el reajuste del geoide y la desviación polar verdadera. La presión atmosférica, las corrientes oceánicas y los cambios locales de temperatura del océano también pueden afectar a LMSL.

El cambio del nivel del mar eustático (a diferencia del cambio local) da como resultado una alteración en los niveles globales del mar debido a cambios en el volumen de agua en los océanos del mundo o cambios netos. en el volumen de las cuencas oceánicas.

Cambios a corto plazo y periódicos

Nivel mundial del mar durante el último período glacial

Los glaciares de fusión están causando un cambio en el nivel del mar

Hay muchos factores que pueden producir cambios a corto plazo (entre unos minutos y 14 meses) en el nivel del mar. Dos mecanismos principales están provocando el aumento del nivel del mar. En primer lugar, la reducción del hielo terrestre, como los glaciares de montaña y las capas de hielo polar, está liberando agua a los océanos. En segundo lugar, a medida que aumenta la temperatura del océano, el agua más cálida se expande.

Cambios recientes

El nivel mundial del mar aumentó de 1880 a 2015.

Entre 1901 y 2018, el nivel del mar promediado mundialmente aumentó de 15 a 25 cm (6 a 10), o de 1 a 2 mm por año en promedio. Esta tasa se está acelerando, y los niveles del mar están aumentando en 3,7 mm (0,146 pulgadas) por año. Esto es causado por el cambio climático inducido por el ser humano, ya que continuamente calienta (y por lo tanto expande) el océano y derrite hojas de hielo terrestres y glaciares. Durante el período comprendido entre 1993 y 2018, la expansión térmica del agua contribuyó 42% al aumento del nivel del mar (a veces abreviado como SLR en la literatura científica); la fusión de glaciares templados, 21%; Groenlandia, 15%; y Antártida, 8%. Debido a que el aumento del nivel del mar disminuye los cambios en la temperatura de la Tierra, seguirá acelerando entre ahora y 2050 puramente en respuesta al calentamiento que ya se ha producido: si sigue acelerando después de eso depende de las emisiones humanas de gases de efecto invernadero. Incluso si el aumento del nivel del mar no se acelera, continuará durante mucho tiempo: en los próximos 2000 años, se proyecta que asciende a 2–3 m (7–10 ft) si el calentamiento global se limita a 1,5 °C (2.7 °F), a 2–6 m (7–20 ft) si alcanza los 2 °C (3.6 °F) y a 19–22 m (62–72 ft) si alcanza los picos a 5 °F).

Los mares en aumento plantean un riesgo directo de inundar zonas desprotegidas y amenazas indirectas de aumentos de tormentas, mareas reales y tsunamis (en particular en los Océanos Pacífico y Atlántico). También están asociados con los efectos de segundo orden sumamente perjudiciales, como la pérdida de ecosistemas costeros como manglares, las pérdidas en la producción de cultivos debido a la salinización de agua dulce y agua de riego o la interrupción del comercio marítimo debido a los puertos dañados. A nivel mundial, sólo el aumento proyectado del nivel del mar para 2050 expondrá lugares actualmente habitados por decenas de millones de personas a inundaciones anuales, o los obligará bajo la línea de agua durante la marea alta, y esto puede aumentar a cientos de millones en las últimas décadas del siglo si las emisiones de gases de efecto invernadero no se reducen drásticamente. Si bien es probable que los aumentos modestos en el nivel del mar se vean compensados cuando las ciudades se adapten mediante la construcción de muros marinos o la reubicación de personas, muchas zonas costeras tienen un crecimiento demográfico considerable, lo que da lugar a que aumente la población en situación de riesgo debido al aumento del nivel del mar. Más tarde en el siglo, millones de personas serán afectadas en ciudades como Miami, Río de Janeiro, Osaka y Shanghai bajo el calentamiento de 3 °C (5.4 °F), que está cerca de la trayectoria actual.

Si bien el aumento de los niveles del mar afecta en última instancia a todas las poblaciones costeras e insulares de la Tierra, no se produce uniformemente debido a factores locales como mareas, corrientes, tormentas, efectos tectónicos y subsistencia terrestre. Además, las diferencias de resiliencia y capacidad de adaptación de los ecosistemas, sectores y países significan de nuevo que los impactos serán muy variables en el tiempo y el espacio. Por ejemplo, el aumento del nivel del mar a lo largo de las costas estadounidenses (y a lo largo de la costa este de Estados Unidos en particular) ya es más alto que el promedio mundial, y se espera que sea de 2 a 3 veces mayor que el promedio mundial para finales del siglo. Al mismo tiempo, Asia será la región donde el aumento del nivel del mar impactará a la mayoría de las personas: ocho países asiáticos – Bangladesh, China, India, Indonesia, Japón, Filipinas, Tailandia y Vietnam – representan el 70% de la población mundial expuesta al aumento del nivel del mar y a la subsistencia terrestre. En total, de los 20 países con mayor exposición al aumento del nivel del mar, 12 están en Asia. Por último, el mayor impacto a corto plazo sobre las poblaciones humanas se producirá en las islas del Caribe y el Pacífico de baja altitud, muchas de las cuales serían inhabitables por el aumento del nivel del mar más adelante este siglo.

Las sociedades pueden adaptarse al aumento del nivel del mar de tres maneras diferentes: implementar retiro gestionado, acomodar el cambio costero, o proteger contra el aumento del nivel del mar a través de prácticas de construcción dura como los muros marinos o enfoques suaves como la rehabilitación de dunas y la alimentación de la playa. A veces estas estrategias de adaptación van de la mano, pero en otras ocasiones hay que tomar decisiones entre diferentes estrategias. Por ejemplo, una estrategia de retiro gestionada es difícil si la población de la zona está aumentando rápidamente: se trata de un problema particularmente grave para África, donde se prevé que la población de zonas costeras de baja altitud aumente en alrededor de 100 millones de personas en los próximos 40 años. Las naciones más pobres también pueden luchar por aplicar los mismos enfoques para adaptarse al aumento del nivel del mar a medida que los estados más ricos, y el aumento del nivel del mar en algunos lugares puede verse agravado por otros problemas ambientales, tales como la subsidencia en las llamadas ciudades hundidas. Los ecosistemas costeros normalmente se adaptan al aumento del nivel del mar moviéndose hacia el interior; sin embargo, tal vez no siempre puedan hacerlo, debido a barreras naturales o artificiales.

Aviación

Los pilotos pueden estimar la altura sobre el nivel del mar con un altímetro ajustado a una presión barométrica definida. Generalmente, la presión utilizada para configurar el altímetro es la presión barométrica que existiría en MSL en la región sobre la que se sobrevuela. Esta presión se conoce como QNH o "altímetro" y se transmite al piloto por radio desde el control de tráfico aéreo (ATC) o un servicio automático de información terminal (ATIS). Dado que la elevación del terreno también se refiere a MSL, el piloto puede estimar la altura sobre el suelo restando la altitud del terreno de la lectura del altímetro. Las cartas de aviación se dividen en casillas y la altitud máxima del terreno desde MSL en cada casilla está claramente indicada. Una vez por encima de la altitud de transición, el altímetro se ajusta a la presión atmosférica estándar internacional (ISA) en MSL, que es 1013,25 hPa o 29,92 inHg.