بماذا يقاس الارتفاع

مفهوم الارتفاع

هو الجزء الذي يرتفع أو يمتد إلى أكبر مسافة لأعلى وتسمى القمة أو هو المسافة من قاعدة شيئ إلى أعلاه، فيصل ارتفاع الأرض إلى 600 قدم فوق مستوى سطح البحر.[1]

كيفية قياس ارتفاع الأماكن المختلفة على الأرض من مستوى سطح البحر

يتم تحديد الأماكن المختلفة على الأرض بواسطة “مقياس الارتفاع” في المكان المراد تحديده ، ولكن استخدامه الرئيسي هو لرصد نتائج قياس ضغط مستوى سطح البحر، ويبلغ ارتفاع السائل البارومتري (الزئبق) 76 سم ولكن في النظر لقياس الارتفاعات الأعلى، يستمر الارتفاع الزئبقي في التناقص وفي الأعلى تمامًا مما يؤدي إلى تسجيل صفر ضغط جوي، كما توجد معايير هاتفية لتعيين الارتفاع عن سطح البحر يُطلق عليها “المعايير الهوائية” فعند إجراء هذه المقاييس ، ثم تراقب الارتفاع المناسب و تُسمى هذه الأداة “مقياس الارتفاع” ويستخدمها متسلقو الطائرات والمتسلقون وغيرهم.[2]

كيفية قياس الارتفاع عن مستوى سطح البحر

تراقب وكالة الفضاء الأمريكية، “ناسا”

وحدة قياس الارتفاع عن سطح البحر

حول العالم باستخدام الأقمار الصناعية، لأنها تستخدم موجات الراديو وأدوات أخرى لقياس ارتفاع سطح المحيط المعروف أيضًا باسم مستوى سطح البحر. يقوم بذلك لكامل الأرض كل 10 أيام ، ويدرس كيفية تغير مستوى سطح البحر بمرور الوقت.

ما الذي يسبب ارتفاع مستوى سطح البحر

يعد ارتفاع مستوى سطح البحر أحد أوضح علامات الاحتباس الحراري كما أنه واحد من أكبر المشاكل التي يسببها الاحتباس الحراري، ولعل البعض يتساءل

لماذا ينسب الارتفاع إلى سطح البحر

ولكنّ هناك سببان رئيسيان لارتفاع مستوى سطح البحر وكلاهما ناجم عن الحرارة فالأنهار الجليدية والصفائح الجليدية عبارة عن كتل ضخمة من الجليد تسقط على الأرض مع ازدياد درجة حرارة كوكبنا ،يذوب هذا الجليد ويتدفق إلى المحيطات مما يُسبب زيادة منسوب المياه في المحيطات فيرتفع مستوى سطح البحر لأعلى.

لذلك تحتل المياه الدافئة مساحة أكبر في محيطاتنا مما يجعل منسوب سطح البحر يزداد لأعلى، مما ترتب عليه ارتفاع منسوب سطح البحر بحوالي 7 إلى 8 بوصات (حوالي 16 إلى 21 سم) منذ عام 1900 ، وتعتبرهذه الزيادة مشكلة كبيرة لملايين الأشخاص الذين يقطنون في مجتمعات بالقرب من الساحل.

كيف نعرف أن مستوى سطح البحر يرتفع

لسوء الحظ، لا يمكنك وضع مسطرة طويلة في المحيط لقياس ارتفاع مستوى سطح البحر، و يختلف مستوى سطح البحر من مكان إلى آخر. وذلك بسبب الاختلافات في الجغرافيا والجاذبية ودرجة الحرارة وتيارات المحيط والمد والجزر.

تغطي المحيطات حوالي 70% من كوكب الأرض، لذا إذا أردنا معرفة مقدار ارتفاع مستوى سطح البحر في العالم، يجب أن يكون لدينا ملايين أدوات القياس في ملايين الأماكن المختلفة، مما أظهر أن أفضل طريقة لقياس التغيرات في مستوى سطح البحر هي من الفضاء، حيث يحمل القمر الصناعي التابع لـ”ناسا” آداة تسمى مقياس الارتفاع الراداري، ويقوم باستخدام موجات الراديو بدلاً من المسطرة لقياس المسافات.

كيف يعمل القمر الصناعي جيسون 3

يستخدم العلماء هذا القياس لحساب المسافة بين القمر الصناعي وسطح البحر من خلال مكان معين ثم ترتد موجات الراديو عن سطح البحر و يضاعف القمر الصناعي الوقت اللازم لهذه الاتصالات عند عودتها، وبطرح المسافة الأولى (بين القمر الصناعي وسطح البحر) من الثانية (بين القمر الصناعي ومركز الأرض) ، يمكننا حساب المسافة من سطح البحر إلى مركز الأرض، ويتحرك القمر الصناعي بهدف التنقل باستمرار فوق أجزاء جديدة من الأرض في حوالي 10 أيام لقياس ارتفاع سطح البحر على الأرض بأكملها، وإيجاد متوسط كل هذه النتائج يعطي متوسط مستوى سطح البحر للكوكب بأكمله، وخلال الأيام العشرة التالية يقوم “جيسون3” بذلك مرارًا وتكرارًا وعامًا بعد عام، نظرًا لأن متوسط المسافة من أعلى مستوى سطح البحر إلى مركز الأرض يزداد بمرور الوقت، يمكننا قياس مدى سرعة مستوى سطح البحر ارتفاع .[3]

قياس ارتفاع سطح البحر باستخدام مقياس الارتفاع “إنسار”

يعد نظام مقياس الارتفاع الذي يستخدم هذها الجهاز بدلاً من مقياس الارتفاع الرادار”نادير” بمثابة تحسين يُمكِننا من الحصول على دقة عالية للمسار وطوله، ومع ذلك فإن مقياس التداخل “سار” التقليدي لا يمكنه إلا تحقيق دقة ارتفاع مستوى المتر فقط، فطريقة تتبع صدى الرادار لنظام هذا المقياس بهدف تصحيح قياسات المدى المائل ورغبتًا في تحسين دقة قياس الارتفاع إلى مستوى عدة سنتيمترات، و يؤثر المدى المائل للرادار (من البيكسلات المرصودة إلى هوائي الرادار) على جودة قياس الارتفاع بشكل سيئ ، ومع ذلك لا يُؤخذ به في قياس التداخل “سار” التقليدي ، ولقد تم التأكد من جودة تلك الطريقة المقترحة بناءً على نموذج الصدى التقليدي المتبع في نظام مقياس الارتفاع للرادار النظير ، مع التركيز على إشارات الصدى من وحدات البكسلات التي تم عرضها من زوايا مختلفة.

طريقة قياس الارتفاع بالرادار

تُعد طريقة قياس الارتفاع عن سطح البحر بالردار نادره الحدوث فقياس الارتفاع”إس إس إتش” في الوقت الحالي يدمج تأثيرات التضاريس الجغرافية والديناميكية و تحدث التضاريس الديناميكية بفعل عوامل المكون الثابت الدائم (مثل الدوران الدائم المرتبط بدوران الأرض والرياح الدائمة) وعنصر شديد التغير (مثل الرياح والدوامات والتغيرات الموسمية وغير ذلك) فالمبدأ الهندسي للالدرك الأسفل الأقمار الصناعية رادار تحديد الارتفاع ويمكن أيضًا حسابه على أنه الفرق بين ارتفاع مدار القمر الصناعي والمدى من القمر الصناعي إلى سطح البحر، وتحدد مقاييس الارتفاع في الرادار النظير على متن الأقمار الصناعية المسافة من القمر الصناعي إلى سطح البحر عن طريق إرسال إشارات بترددات ذات جودة عالية إلى سطح نظير واستقبال صدى من السطح لقياس وتحديد وقت الرحلة اثناء الذهاب وإالعودة الذي تم التقاطه ورصده خلال رحلة الإرسال ، للحصول على دقة عالية المستوى لقياس التأخير الزمني ، ويستخدم مقياس الارتفاع بالرادار في النظير طريقة تتبع الصدى لتلائم شكل موجة الصدى مع وظيفة النموذج وتحقيق درجة عالية جدًا من الدقة لتقدير النطاق. [4]

تأثير درجة الحرارة على قراءات مقياس الارتفاع

إنّ التحويلات في قياس الارتفاع قد تكون 27 قدمًا / هكتو باسكال في الغلاف الجوي السفلي (بالقرب من سطح كوكب الأرض) ، أو 27 قدمًا بين كل من الأسطح متساوية الضغط ، وقد تختلف قراءة مقياس الارتفاع اختلافًا كبيرًا عن الارتفاع الحقيقي لمقياس الارتفاع المذكور، نظرًا لأن تيار الهواء البارد أكثر كثافة من تيارالهواء الدافئ مما يجعل الأسطح متساوية الضغط فتكون عمودية و مقيدة بشكل أكبر تجاه كوكب الأرض على النقيض من مقياس الارتفاع 27 قدمًا / هكتو باسكال سيتم استخدام الارتفاع الحقيقي بنسبة أقل، ولكنّ مقياس الارتفاغ يبالغ في تقدير مدى الارتفاع في هواء أبرد.

ونظرًا لزيادة الفصل بين الأسطح متساوية الضغط التي تزيد عن 27 قدمًا / هكتو باسكال، لذا فإن مقياس الارتفاع سيقلل من قيمة الارتفاع، وأيضا قد تدفع درجة الحرارة طاقم الطيران إلى الاعتقاد بأنها أعلى مما هي عليه بالفعل، لكونها تقلل من الارتفاع الفعلي ويمكن أن تؤدي إلى حدوث حوادث خطيرة وقد تجعل قراءات الارتفاع بين الطائرات متشابهة لذلك ، مع الاستثناءات البارزة للطيران في التضاريس الجبلية أو على ارتفاعات منخفضة بالقرب من مستوى سطح الأرض فتمكن الطائرات من التحليق على ارتفاعات ثابتة بغض النظر عن مراعاة الارتفاع الحقيقي. [5]