„За да предвидиш бъдещето, трябва да познаваш миналото.“

Национални системи за отчитане на височините, използвани в региона на Балтийско море.

Различните видове ниво мерни постове се използват за наблюдение на колебанията на нивото на морето по крайбрежието на Балтийско море. Ниво мерните постове които са привързани с геометрично нивелиране по мрежите на страните, а някои от тях са обединени в регионални мрежи, такива като Балтийската оперативна океанографска система. Сериите от наблюденията за нивото на морето на ниво мерните постове се използват за навигация, хидрография, хидрология и други научни и практически цели. На регионално ниво сериите от наблюдения за нивото на морето в течение на продължителен период се явяват уникален източник на данни за калибровка при изпълнение на спътникова алтиметрия и при изследвания за глобално повишение на нивото на морето. Но както исторически, така и в съвременни условия сериите от наблюдения за нивото на морето в реален режим от време може да се използва с висока точност само тогава, когато различията между националните нивелачни мрежи и системи за отчитане на височините е точно известно. Към настоящия момент в деветте страни от региона на Балтийско море се използват шест различни системи за отчитане на височините. Основно във всички страни вертикалните системи за отчитане се основават на СМН/MSL. При това съществуват различия в методите за определяне на СМН/MSL в различните страни и по такъв начин се използват различни нулеви отчети за нивото. Също в различните страни се различават взаимосвързани системи със съществуващите опорни геодезични мрежи. Максималната височинна разлика между тези системи достигат порядъка от 20 см (виж рис. 2).

Рис. 2. Височинна разлика между вертикално отчетната основа EVRF2007 и националните височинни системи на европейските страни.

Различията в системите се определят с използването на различни отчетни (,нулеви”) повърхности на нивото, с различните по продължителност периоди на наблюдения, епохи на наблюдения, приетите методи за отчет на приливните колебания към твърдата обвивка на Земята (среден прилив, нулев прилив, без приливна система), а също и от системата на използваните височини (ортодрономически или нормални височини). Например, нулата на Кронщатския футщок се използва в Русия, Латвия, Литва, Полша и Естония. Амстердамската нула на височините се използва в скандинавските страни и Германия (табл. 2).

Сместването между нулевото ниво на ниво мерните постове зависи, основно, от различията в топографските повърхности на средното ниво на морето в местата на разполагане на тези ниво мерни постове.

Таблица 2. Национални системи за отчитане на височините на страните от Балтийския регион.

Забележка:

¹Амстердамската нула на височините (NAP), през която преминава нулевата повърхност на Европейската височинна отчетна основа EVRF2007.

²Разликата с EVRF2007, разчитана като височина в EVRF2007, минус височината в националната система на височините.

Осен това, разлики между постовете могат да бъдат предизвикани от използването на различни методи за отчет на приливните колебания на твърдата обвивка на Земята:

– в страните от Прибалтика (Латвия, Литва и Естония) и Полша – система на средния прилив;

– в Швеция, Финландия и Германия се използва система на нулевия прилив;

– в Дания – без приливна зона.

Абсолютната разлика на височините при използване на нулева и средно приливна система (относно Амстердамската нула на височините NAP) се увеличава в региона на Балтийско море от 1 до 6 см от юг към север (рис. 3).

Рис. 3. Разлики в значенията на нормалните височини заради различните методи на отчитане на приливните колебания на твърдата обвивка на Земята (разлики между системите на средните и нулевите приливи).

В такъв случай, много е важно да се отчитат особеностите (спецификата) на използваните системи за отчитане на височините преди използването на многогодишните наблюдения за нивото на морето на различните ниво мерни постове.

Предложения на работната група по въпроса за нула на дълбочините за избор на единна вертикална система за отчитане на Балтийско море..

Анализирайки различията в използваните от прибалтийските страни няколкото системи за отчитане на дълбочините и височините, и съществуващите проблеми с тяхното съвместно използване, РГНД по резултатите от многолетните обсъждания на ежегодните съвещания на групите и конференциите на ХКБМ при участието на всички страни – членки ХКБМ е предложила да се използва Европейската вертикална система за отчитане (EVRS) в качеството на единна система за отчитане на дълбочините и височините за морските навигационни карти на Балтийско море (информация за EVRS е представяна на сайта на EUREF). Отчетите и предложенията на РГНД регулярно са се разглеждали и са били одобрявали на конференциите на ХКБМ, а предложенията по названието на единната съгласувана система за отчитане на дълбочините и височините – нула на дълбочините за Балтийско море и план – графика за нейната реализация е бил утвърден на 19-та конференция на ХКБМ, проведена 10-12 юни 2014 г. в Рига, Латвия.

От Работната група за нула на дълбочините са били отделени следните две основни причини за избора на EVRS в качеството на такава система.

Първо, EVRS – това е общо европейска вертикална система за отчитане на височините. Подкомисията EUREF за Европейския континент към Международната асоциация по геодезия (IAG) е определила през 2000 г. принципите за реализация на EVRS, която е била наречена Европейска вертикална отчетна основа 2000 – EURF2000 (необходимо е да се отчита, че абревиатурата EUREF обозначава не само названието на подкомисията на IAG за Европа, но и названието на мрежата от постоянно действащи европейски геодезични опорни станции).

Второ, през 2006 г. е било завършено изчисляването и изравняването на обединената нивелачна мрежа около Балтийско море, която е наречена Балтийски нивелачен кръг (БНК), което е открило възможност за осъществяване на привързване на всички ниво мерни постове на Балтийско море към единна (обща) система за отчитане. Нулевата отметка на БНК се явява Амстердамската нула на височините/ дълбочините (NAP), която е била определена още от 1684 г., привързана към пика на средната величина на сизигийния прилив в Амстердам. През настоящата епоха това ниво е също известно като нула на Амстердамския футщок, на практика съвпада със средното ниво на морето на крайбрежието на Нидерландия.

Следва да отбележим, че замяната на системите за отчитане на дълбочините на основата на СМН/MSL към EURF2000 няма да повлияе на отметките на дълбочините на МНК в южната част на Балтийско море. Но в северната част такава замяна води към необходимост за въвеждане на поправки към отметките на дълбочините с величина около 15-20 см. Също така СМН/MSL на морето в тази част на Балтийско море ще се различава примерно на същата величина от нула на дълбочините на МНК (на основата на EURF2000) до тогава, докато повдигането на сушата на брега на Ботнически залив не се измени ситуацията. Въвеждането на аналогични поправки към отметките на дълбочините на МНК (от порядък 20 см) ще са изисква също и в района на Финския залив.

В заключение е необходимо да се подчертае, че за ползвателя на морски навигационни карти, за корабоводителя или хидрографа принципно не е важно, каква е конкретната нула на дълбочините и с какво название се използва. Но за потребителя действително е важно, отметките на дълбочините, приведени на МНК, и информацията за нивото на морето, получена от потребителя в режим на реално време, са били определени в една и съща система на отчитане. Това означава, че ниво мерните постове и мареографи от Балтийската оперативна океанографска система, от които се предава информация за височината на нивото на морето в режим на реално време, трябва да преминат към предаване на мигновеното значение на нивото, приведени към нулата на дълбочините на Балтийско море, което също се предвижда в мероприятията по нейното въвеждане.

В по нататъшни публикации подробно ще се разгледа Европейската вертикална отчетна основа EURF, определение и спецификация на единната нула на дълбочините за Балтийско море, правилата за нейното обозначение на МНК и план – графика за нейната реализация във всички страни от Балтийския регион. Преминаването към единна, точно определена международна система за отчитане на дълбочините и височините изключва несъответствието между няколкото различни системи, използвани към настоящия момент. На национално ниво различията между системите се отстраняват, когато една и съща система на отчет ще се използва при изпълнение както при хидрографските, така и при геодезичните работи. Ще се повиши оперативността за обмена на данни между хидрографските служби от Балтийския регион, дотолкова доколкото няма да е необходимо преобразуването на данните. Очаквания през 2020 г. преход на прибалтийските страни – членки на ХКБМ към използването на единна нула на дълбочините на Балтийско море съществено ще облекчи международното използване на морските геопространствени данни в Балтийския регион.