Det samme havniveau for alle

Kort angiver generelt højden i meter over havets overflade. Men havniveauet er ikke det samme alle steder. En gruppe af eksperter ledet af Münchens Tekniske Universitet (TUM), har udviklet et International Height Reference System (IHRS), der vil forene geodætiske målinger på verdensplan.

Hvor højt er Mount Everest? 8848 meter? 8844 meter? Eller 8850 meter? Årevis, Kina og Nepal kunne ikke blive enige. I 2019, Nepal sendte et hold af geodeister for at måle verdens højeste bjerg. Et år senere besteg et hold fra Kina toppen. Sidste december offentliggjorde de to regeringer i fællesskab resultatet af den nye måling:8848,86 meter.

At både Kina og Nepal anerkender dette resultat, må ses som en diplomatisk succes. Det blev muliggjort af det nye International Height Reference System (IHRS), brugt for første gang af de geodætiske specialister, der udfører den nye måling. Forskere fra TUM spillede en ledende rolle i udviklingen af ​​det nye system. Den etablerer et generelt aftalt nulniveau som grundlag for alle fremtidige målinger. Det erstatter således det gennemsnitlige havniveau, som traditionelt har fungeret som nulniveau for landmålere og dermed for alle topografiske kort. Et papir i Tidsskrift for Geodæsi , i fællesskab forfattet af TUM-forskere og internationale forskningsgrupper, skitserer den videnskabelige baggrund og det teoretiske koncept for IHRS samt strategien for implementering heraf.

Når nul ikke altid er nul

Den standard, der blev brugt indtil nu - det gennemsnitlige havniveau - var fejlbehæftet fra begyndelsen:Der var aldrig en fast definition. Ethvert land kunne bruge vilkårlige tidevandsmålere til at definere sit eget nulniveau. Som resultat, Tysklands officielle havniveau er 31 centimeter højere end Italiens, 50 cm højere end den, der bruges i Spanien og faktisk 2,33 m højere end i Belgien, hvor nulhøjden er baseret på lavvande i Oostende.

Når topografiske kort kun bruges til vandreture, ingen er generet af sådanne forskelle. Men for geodetikspecialister, der forsøger at nå frem til en universelt aftalt højde - for Mount Everest, for eksempel, halvdelen i Nepal og halvdelen i Kina – de inkonsekvente nulniveauer er et større problem. Og det kan være meget dyrt, når planlæggere af grænseoverskridende strukturer som broer og tunneller glemmer at tjekke de forskellige koordinater, som holdene bruger, og konvertere dem efter behov. På Hochrheinbrücke, en bro, der forbinder Tyskland og Schweiz, en uoverensstemmelse af denne art blev bemærket lige i tide.

Undersøgelser fra kredsløb

"Introduktionen af ​​et internationalt gyldigt højdereferencesystem var længe ventet, " siger TUM-forsker Dr. Laura Sánchez fra Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut (DGFI-TUM), som har ledet arbejdsgrupper, der studerer teoretiske aspekter og implementerer det nye globale højdereferencesystem hos International Association of Geodesy i flere år.

Det, der er brug for, er indlysende:et universelt accepteret nulniveau. Det nye International Height Reference System (IHRS) definerer, hvordan det kan beregnes:Det tager hensyn til Jordens form - som er tæt på sfærisk, men fladtrykt ved polerne og buler lidt ved ækvator på grund af dens rotation - og den ujævne fordeling af masser i det indre og på overfladen. De resulterende uregelmæssigheder i tyngdekraftsfeltet er grundlaget for beregning af højdesystemet, fordi styrken og retningen af ​​kraften bestemmer fordelingen af ​​vand i havene. Hvis vi antager, at jordens overflade er fuldstændig dækket af vand, højden af ​​et hypotetisk havniveau og dermed nulniveauet for hele kloden kan beregnes præcist.

I byggeprojekter, selv de mindste afvigelser kan være afgørende

"Det blev muligt at realisere IHRS kun med tilgængeligheden af ​​globale data fra satellitmissioner som ESAs jordobservationssatellit GOCE (Gravity field og steady-state Ocean Circulation Explorer), " siger prof. Roland Pail fra TUM Chair of Astronomical and Physical Geodesy (APG). Hans team spillede en integreret rolle i at analysere GOCE-målingerne og bruge dem til at beregne globale modeller af Jordens tyngdefelt. "Informationen opnået på denne måde giver grundlag for at beregne det gennemsnitlige havniveau for hvert punkt på Jorden med det nye internationale højdereferencesystem, uanset om det er på et kontinent eller i et hav, og dermed beregne det internationalt accepterede nulniveau, " forklarer Sánchez.

Skal hvert kort tegnes om? "Det bliver ikke så dramatisk, " siger Sánchez. "I industrilandene, hvor de har foretaget tyngdekraftsmålinger i årtier, afvigelserne er ret små - kun i decimeterområdet." Men med byggeprojekter, for eksempel, selv små afvigelser kan forårsage alvorlige problemer. Følgelig, videnskabsmanden er overbevist om, at det nye referencesystem hurtigt vil blive accepteret.