ГЛАВА 13. КОЛЕБАНИЯ УРОВНЯ ОКЕАНОВ И МОРЕЙ

Лодка Порт Уровень Море
Изображение Lulu35 с сайта Pixabay

§ 49. Средний уровень. Нуль глубин

К основным характеристикам уровня, необходимым при изучении режима и представляющим практический интерес, относятся средние уровни за различные периоды времени и экстремальные значения. Кроме средних уровней — суточного, месячного, годового и многолетнего, большой интерес представляют экстремальные его величины — максимальный, минимальный, наибольшее возможное отклонение от среднего уровня, продолжительность стояния на различной высоте и др.

Наблюдения за колебаниями уровня моря

Наблюдения за колебаниями уровня моря проводятся на водомерных постах, сооружаемых на берегах материков, островов, а в полярных морях — на ледяном покрове. Устройство таких постов и способы наблюдений в принципе ничем не отличаются от устройства и наблюдений на водомерных постах на реках и озерах. Для непрерывной автоматической регистрации колебаний уровня используются самописцы-мареографы. Расчет различных характеристик уровня осуществляется при помощи статистических методов. Средние суточные, из которых выводится средний месячный уровень, используются для расчета средних годовых его значений.

Средний годовой уровень моря

Средний годовой уровень не остается постоянным, хотя колебания его, как правило, сравнительно невелики (рис. 21). В морях с затрудненным водообменом с океаном, таких, как Балтийское, Черное, Азовское и др., средний годовой уровень отклоняется от многолетнего больше, чем на берегах океана. В закрытых морях колебания среднего годового уровня могут быть значительными.
Для решения многих практических и теоретических задач необходимо расчеты вести относительно определенной нулевой поверхности. За такую поверхность, относительно которой рассматриваются высоты на суше и глубины океанов и морей, принято считать средний многолетний уровень, который сокращенно называют средним уровнем моря. Средний многолетний уровень определяется как среднее из средних годовых по формуле

Средний многолетний уровень
(37)

где Х0 средний многолетний уровень; Хi средние годовые уровни; п — число лет наблюдений, т. е. длина ряда.

Рис. 21. График колебаний средних годовых уровней Атлантического океана.
1 — Портленд, 2 — Форт-Гамильтон, 3 — Балтимор, 4 — Феркондина (Флорида)

Для морей, где приливные колебания значительны, для определения среднего многолетнего уровня достаточен 19-летний период, в течение которого проявляются все важнейшие неравенства в явлении приливов. Для морей, где величина приливных колебаний менее 50 см, необходимо особо определять продолжительность ряда наблюдений. Она зависит от особенностей непериодических колебаний и заданной точности. А. И. Дуваниным предложена простая формула для определения продолжительности наблюдений

необходимое число наблюдений
(38)

где п — необходимое число лет наблюдений; R — заданная точность; Xмакс = Х0Xi — наибольшее наблюденное отклонение среднего годового уровня от многолетнего в одном из пунктов моря.

Точные нивелировки, произведенные для связи средних уровней моря в различных пунктах наблюдений, показали, что эти уровни отличаются друг от друга на довольно значительные величины. Уровни у западных берегов материков выше, чем у восточных, и понижаются с севера на юг. Так, средний уровень Тихого океана у берегов США на 0,5 м выше, чем уровень Атлантического океана на той же широте; Уровень Белого моря у Архангельска на 24 см выше уровня Балтийского моря у Кронштадта.

Нуль глубин

Для того чтобы сделать сравнимыми результаты измерений глубин, произведенных при различных положениях уровенной поверхности, их приводят к одному определенному уровню, называемому нулем глубин. В морях, где приливные колебания уровня невелики, за нуль глубин принимается средний многолетний уровень. Исключением является Каспийское море, для которого за нуль глубин принят условный горизонт. На Балтийском море за нуль глубин принята уровенная поверхность, проходящая через нуль Кронштадтского футштока, лежащего на несколько сантиметров ниже среднего многолетнего уровня у Кронштадта. В морях, где приливные колебания уровней значительны, т. е. средняя величина прилива более 50 см, за нуль глубин принимаются уровни, связанные с наинизшим положением уровенной поверхности моря. Это так называемый теоретический нуль глубин (ТНГ) — наиболее низкий уровень, возможный по астрономическим причинам. Он вычисляется различными способами по гармоническим постоянным (см. стр. 143), которые определены для многих портов Мирового океана.

Источник: Общая гидрология, Гидрометеоиздат, Ленинград, 1973