अल्टीमीटर: सामान्य से लेकर जीपीएस तक

पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की ज्यामिति के बारे में

GFZ उपग्रह CHAMP के मापा आंकड़ों से प्राप्त पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र (बहुत ही अतिरंजित रूप में) के साथ सैटेलाइट जुड़वां GRACE। © GFZ पॉट्सडैम
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मनुष्यों के लिए ऊंचाई एक विशेष भूमिका निभाती है: दृश्य का आनंद लेने के लिए पैदल यात्री टावरों पर चढ़ते हैं और लोग खुद को ऊंची जमीन में बाढ़ से बचाते हैं। सड़कों, रेलवे, पुलों, गगनचुंबी इमारतों या हाइड्रोलिक संरचनाओं के निर्माण में ऊंचाई के बारे में सटीक जानकारी और भी अधिक आवश्यक है। लेकिन कौन जानता है कि अकेले यूरोप में 15 अलग-अलग ऊंचाई के संदर्भ सिस्टम हैं, और समुद्र के स्तर के संबंध में जीपीएस और ऊंचाई के साथ ऊंचाई माप के बीच 110 मीटर तक हो सकता है?

2003 में, जर्मन-स्विस सीमा पर राइन पर नया पुल शर्मिंदा था: लॉफेनबर्ग में, दोनों किनारों के इंजीनियरों ने एक ही समय में एक पुल का निर्माण किया, जो अंततः नदी के मध्य में मिलेंगे। हालांकि, जल्द ही यह पता चला कि पुल के दो हिस्सों के बीच लगभग 54 सेंटीमीटर की ऊंचाई में अंतर था, जिसने पहले पुल को जोड़ना असंभव बना दिया। क्या हुआ था?

समुद्र का स्तर अलग

स्विट्जरलैंड और जर्मनी में, दो अलग-अलग ऊंचाई प्रणाली का उपयोग किया जाता है: स्विट्जरलैंड मार्सिले के स्तर से जुड़कर भूमध्यसागर के स्तर से अपनी ऊंचाइयों को प्राप्त करता है, जबकि जर्मनी एम्स्टर्डम स्तर को उत्तरी सागर के समुद्र स्तर तक संदर्भित करता है। हालांकि, उत्तरी सागर और भूमध्य सागर के बीच समुद्री स्थलाकृति के कारण ऊंचाई में एक प्राकृतिक अंतर है। स्विट्जरलैंड और जर्मनी की ऊंचाई प्रणालियों के बीच का अंतर लॉफेनबर्ग के इंजीनियरों को पता था। हालांकि, उन्होंने गलत संकेत के साथ अपनी अलग ऊंचाई के विनिर्देशों को ठीक किया और इस तरह असामान्य "पुल छेद" का कारण बना।

लवणता और तापमान महत्वपूर्ण

समुद्र तल का उपयोग सदियों से ऊंचाई तय करने के लिए किया जाता रहा है। हालांकि, इसकी ऊंचाई, पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र और ज्वार से प्रभावित है, पृथ्वी के घूर्णन दीर्घवृत्त से 110 मीटर की दूरी पर विचलित होता है, जो गणितीय रूप से पृथ्वी के आदर्श आकार की गणना करता है। "हालांकि, एक आदर्श ऊंचाई प्रणाली दीर्घवृत्त का उल्लेख नहीं करती है, लेकिन पृथ्वी के भौतिक आदर्श आंकड़े, जियॉइड के लिए, " फ्रैंकफर्ट में मुख्य रूप से फ़ेडरेशन ऑफ़ कार्टोग्राफी एंड जियोडेसी (BKG) फ़ेडरल एजेंसी के भूगणित विभाग के प्रमुख जोहान्स इहडे बताते हैं। "लवणता में अंतर और महासागरों, महासागरों की धाराओं या हवाओं के तापमान में अंतर के कारण, समुद्री सतह भी वैश्विक स्तर पर एक से दो मीटर के भू-भाग से भिन्न होती है। बेशक, यह समुद्री स्थलाकृति व्यक्तिगत देशों या क्षेत्रों के उन्नयन प्रणालियों को भी अलग करती है, "इहडे कहते हैं।

यूरोप और एम्स्टर्डम में राष्ट्रीय ऊंचाई प्रणालियों के बीच अंतर सेंटीमीटर में और संबंधित संदर्भ स्तर national BKG

अकेले यूरोप में, 15 अलग-अलग ऊंचाई के संदर्भ सिस्टम हैं जो तब से यूरोपीय वर्टिकल रेफरेंस सिस्टम (ईवीआरएस) द्वारा एकीकृत किए गए हैं, कम से कम अंतर-क्षेत्रीय जियोडेटा के लिए। हालांकि, कई राष्ट्रीय संदर्भ प्रणाली अभी भी अपने स्वयं के संदर्भ बिंदुओं पर आधारित हैं, जैसे कि एम्स्टर्डम स्तर। यह पहले से ही 17 वीं शताब्दी के अंत में स्थापित किया गया था और मुख्य रूप से बाढ़ सुरक्षा के लिए इस्तेमाल किया गया था - संभवतः यूरोप में पहली प्रारंभिक चेतावनी प्रणाली भी। प्रदर्शन

जर्मनी में तीन ऊंचाई संदर्भ प्रणाली

जर्मनी में, ऊंचाई संकेत सामान्य शून्य (NN) एम्स्टर्डम के स्तर को संदर्भित करता है, Ihde राष्ट्रीय ऊंचाई संदर्भ प्रणाली की व्याख्या करता है। IntroducedHighland (HN), हालांकि, GDR में पेश किया गया, सेंट पीटर्सबर्ग के सामने क्रोनस्टेड के पास औसत जल स्तर पर आधारित है और एम्स्टर्डम स्तर से लगभग 14 सेंटीमीटर अधिक है। भविष्य की गलतफहमियों को दूर करने के लिए, इसलिए 1993 में जर्मनी के लिए एक एकल संदर्भ प्रणाली शुरू करने का निर्णय लिया गया। इसके अलावा यह जर्मन मेन थिंग नेटवर्क92 (डीएचएचएन 92) एम्स्टर्डम के स्तर पर सामान्य ऊंचाई (एनएचएन) में अपने मूल्यों के साथ ही है।, समुद्र तल से ऊपर स्थित, पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के संभावित अंतर को मापा जाता है और फिर मीट्रिक प्रणाली में परिवर्तित किया जाता है। यह ऊंचाई प्रणालियों के भौतिक दृष्टिकोण को बताता है।

उपग्रह ज्यामितीय ऊँचाइयों को मापते हैं

आज इस्तांबुल में लगभग 9.8 मिलियन निवासी हैं, जो 50 साल पहले दस गुना अधिक थे। बड़े शहर में भी 11.6 मिलियन लोग रहते हैं और काम करते हैं। इस्तांबुल, टोक्यो में एक मेगासिटी के बगल में है, जो भूकंप से सबसे ज्यादा खतरे में हैं। J नासा / जेएससी

दूसरी ओर, एक नई विधि जीपीएस है, जिसका उपयोग ज्यामितीय ऊंचाइयों को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। GPS पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र से प्रभावित नहीं है और इस प्रकार पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र के संबंध में तीन आयामी निर्देशांक प्रदान करता है। हालांकि, चूंकि अंतर्निहित पृथ्वी का चक्कर दीर्घवृत्त पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के भू-भाग से 110 मीटर तक भिन्न होता है, इसलिए इन दोनों प्रकार की ऊंचाई माप को एक साथ नहीं मिलाया जाना चाहिए, "इहडे ने कहा। उदाहरण के लिए, जर्मनी में, दो मापने के तरीकों के बीच अंतर बाल्टिक सागर तट पर 36 मीटर और ब्लैक फॉरेस्ट में 50 मीटर के बीच भिन्न होता है।

हालांकि, हाल के वर्षों में समुद्र के साथ संयोजन में उपग्रह रडार अल्टीमीटर और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र माप का उपयोग करने वाले भू-विज्ञानियों ने औसत समुद्री जीव विज्ञान के लिए वैश्विक मॉडल प्राप्त किए हैं। "ये गीदम और मध्य महासागर की सतह के बीच विचलन को डेसीमीटर की सटीकता के साथ वर्णन करते हैं, इस प्रकार विभिन्न स्तरों पर पहाड़ों या गहराई के ऊंचाई निर्धारण में संभावित अंतर को कम करते हैं, " इहडे मापों के लाभ बताते हैं। इसके अलावा, दुनिया भर में भू-वैज्ञानिक एक समान विश्व ऊंचाई प्रणाली की प्राप्ति पर काम कर रहे हैं। नए उपग्रह गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र मिशन CHAMP, GRACE और GOCE भू-भौतिकीविदों को एक कदम और आगे बढ़ाकर पृथ्वी को सेमी सटीकता और बेहतर पूर्वानुमान परिवर्तनों के साथ मापेंगे।

(जोहान्स इहड़े (BKG), २00.०४.२००६ - AHE)