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Nivel del mar

Este indicador del nivel del mar está situado entre Jerusalén y el Mar Muerto . El nivel medio del mar ( NMM , a menudo abreviado como nivel del mar ) es el nivel medio de la su...

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Este indicador del nivel del mar está situado entre Jerusalén y el Mar Muerto .

El nivel medio del mar ( NMM , a menudo abreviado como nivel del mar ) es el nivel medio de la superficie de una o más masas de agua costeras de la Tierra , a partir del cual se pueden medir alturas como la elevación . El NMM global es un tipo de datum vertical —un datum geodésico estandarizado— que se utiliza, por ejemplo, como datum cartográfico en cartografía y navegación marítima , o, en aviación, como el nivel del mar estándar al que se mide la presión atmosférica para calibrar la altitud y, por consiguiente, los niveles de vuelo de las aeronaves . Un estándar común y relativamente sencillo para el nivel medio del mar es, en cambio, un promedio a largo plazo de las lecturas de mareógrafos en una ubicación de referencia determinada. [ 1 ]  

El término " sobre el nivel del mar" generalmente se refiere a la altura sobre el nivel medio del mar (AMSL). El término " sobre el nivel actual del mar" (APSL ) significa "sobre el nivel actual del mar", comparando los niveles del mar en el pasado con el nivel actual.

El radio de la Tierra al nivel del mar es de 6378,137  km (3963,191  mi) en el ecuador. Es de 6356,752  km (3949,903  mi) en los polos y de 6371,001  km (3958,756  mi) en promedio. [ 2 ] Este esferoide aplanado , combinado con anomalías gravitatorias locales , define el geoide de la Tierra, que se aproxima al nivel medio local del mar para ubicaciones en mar abierto. El geoide incluye una depresión significativa en el Océano Índico , cuya superficie se hunde hasta 106 m (348 pies) por debajo del nivel medio global del mar (excluyendo efectos menores como mareas y corrientes). [ 3 ] Se encontró en 2026 que los niveles del mar estimados usando el geoide utilizado en el 90% del trabajo publicado eran aproximadamente 25 cm más bajos que los valores medidos en promedio, subestimando así el efecto del aumento del nivel del mar.  

Medición

Las mediciones del nivel del mar realizadas a partir de 23 registros de mareógrafos de larga duración en entornos geológicamente estables muestran un aumento de alrededor de 200 milímetros (7,9 pulgadas) durante el siglo XX (2 mm/año). 

La determinación precisa del "nivel medio del mar" es difícil debido a los numerosos factores que lo afectan. [ 4 ] El nivel instantáneo del mar varía sustancialmente en diversas escalas de tiempo y espacio. Esto se debe a que el mar está en constante movimiento, afectado por las mareas, los tsunamis, el viento , la presión atmosférica, las diferencias gravitacionales locales, la temperatura, la salinidad , etc. El nivel medio del mar en un lugar determinado puede calcularse durante un período prolongado y utilizarse como datum . Por ejemplo, las mediciones horarias pueden promediarse durante un ciclo lunar metónico completo de 19 años para determinar el nivel medio del mar en un mareógrafo oficial . [ 5 ]

El nivel de agua en calma o nivel del mar en calma (SWL) es el nivel del mar una vez eliminados los movimientos, como las olas provocadas por el viento . [ 6 ] El MSL implica el SWL promediado durante un período de tiempo tal que los cambios debidos, por ejemplo, a las mareas , también tengan una media de cero. El MSL global se refiere a un promedio espacial sobre toda la superficie oceánica, generalmente utilizando grandes conjuntos de mareógrafos y/o mediciones satelitales. [ 5 ]

A menudo se miden los valores del MSL con respecto a la tierra; por lo tanto, un cambio en el MSL relativo o ( nivel relativo del mar ) puede resultar de un cambio real en el nivel del mar, o de un cambio en la altura de la tierra sobre la que opera el mareógrafo, o de ambos. En el Reino Unido, el datum ordnance (la altura de 0 metros en los mapas del Reino Unido) es el nivel medio del mar medido en Newlyn en Cornualles entre 1915 y 1921. [ 7 ] Antes de 1921, el datum vertical era el MSL en Victoria Dock, Liverpool . Desde la época del Imperio ruso , en Rusia y sus otras antiguas partes, ahora estados independientes, el nivel del mar se mide desde el nivel cero del mareógrafo de Kronstadt . En Hong Kong, "mPD" es un término topográfico que significa "metros por encima del Datum Principal" y se refiere a una altura de 0,146 m (5,7 pulgadas) por encima del datum cartográfico [ 8 ] y 1,304 m (4 pies 3,3 pulgadas) por debajo del nivel medio del mar. En Francia, el Marégraphe de Marsella mide el nivel del mar de forma continua desde 1883 y ofrece la recopilación de datos más extensa sobre este tema. Se utiliza como referencia oficial para medir el nivel del mar en parte de Europa continental y en la mayor parte de África. España utiliza esta referencia para medir alturas por debajo o por encima del nivel del mar en Alicante , mientras que el Sistema Europeo de Referencia Vertical (SEVR) está calibrado con la elevación del Peil de Ámsterdam , que data de la década de 1690.     

Los altímetros satelitales han estado realizando mediciones precisas del nivel del mar desde el lanzamiento de TOPEX/Poseidon en 1992. [ 9 ] TOPEX/Poseidon, una misión conjunta de la NASA y el CNES , fue seguida por Jason-1 en 2001 y la Misión de Topografía de la Superficie Oceánica en el satélite Jason-2 en 2008.

Altura sobre el nivel medio del mar

La altura sobre el nivel medio del mar ( AMSL ) es la elevación (en el suelo) o altitud (en el aire) de un objeto, relativa a un datum de referencia para el nivel medio del mar (MSL). También se utiliza en aviación, donde algunas alturas se registran y se informan con respecto al nivel medio del mar (a diferencia del nivel de vuelo ), y en las ciencias atmosféricas , y en la topografía terrestre . Una alternativa es basar las mediciones de altura en un elipsoide de referencia que aproxime toda la Tierra, que es lo que hacen sistemas como el GPS . En aviación, el elipsoide de referencia conocido como WGS84 se utiliza cada vez más para definir alturas; sin embargo, existen diferencias de hasta 100 metros (328 pies) entre la altura de este elipsoide y el nivel medio del mar local. [ 3 ] Otra alternativa es utilizar un datum vertical basado en el geoide como NAVD88 y el EGM96 global (parte de WGS84). Los detalles varían en diferentes países.

En un mapa topográfico, las variaciones de elevación se representan mediante curvas de nivel , al hacer referencia a accidentes geográficos como las montañas . El punto más alto o la cima de una montaña se suele indicar con la altura sobre el nivel del mar (AMSL) en metros, pies o ambas. En casos excepcionales, como en el Valle de la Muerte (California) , donde un terreno se encuentra por debajo del nivel del mar, la elevación sobre el nivel del mar es negativa.

Dificultades en el uso

A menudo es necesario comparar la altura local de la superficie media del mar con una superficie de referencia "nivelada", o datum geodésico, llamado geoide . En ausencia de fuerzas externas, el nivel medio local del mar coincidiría con esta superficie geoide, que es una superficie equipotencial del campo gravitatorio terrestre que, en sí misma, no se ajusta a una simple esfera o elipsoide y presenta anomalías gravitatorias como las medidas por los satélites GRACE de la NASA . En realidad, la superficie geoide no se observa directamente, ni siquiera como promedio a largo plazo, debido a las corrientes oceánicas, las variaciones de la presión atmosférica, las variaciones de temperatura y salinidad, etc. La separación dependiente de la ubicación pero persistente en el tiempo entre el nivel medio local del mar y el geoide se denomina topografía de la superficie oceánica (media) . Varía globalmente en un rango típico de ± 1 m (3 pies) . [ 10 ]  

Un trabajo publicado en 2026 analizó 385 artículos científicos revisados ​​por pares publicados desde 2009 y comparó la diferencia entre los cálculos que utilizaban niveles de mar costeros comúnmente asumidos mediante modelos geoides globales con mediciones reales. Se encontró que más del 90 % de los estudios utilizaron mediciones de elevación del terreno referenciadas con modelos geoides globales en lugar de mediciones locales directas. Esto subestimó los niveles en un promedio de 24-27 cm, con algunas discrepancias que alcanzaron los 550-760 cm, una discrepancia descrita como un "punto ciego interdisciplinario". El efecto de esta subestimación es que, para un aumento del nivel del mar de 1 m, un 37 % más de áreas costeras de lo estimado previamente quedarán por debajo del nivel del mar, afectando hasta a 132 millones de personas. [ 11 ] [ 12 ]

Tierra seca

Señal de nivel del mar vista en el acantilado (rodeado en rojo) en Badwater Basin , Parque Nacional del Valle de la Muerte.

Se utilizan diversos términos para describir las relaciones cambiantes entre el nivel del mar y la tierra firme.

  • "Relativo" significa cambio relativo a un punto fijo en el montón de sedimentos. [ 13 ]
  • El término "eustático" se refiere a los cambios globales en el nivel del mar en relación con un punto fijo, como el centro de la Tierra, por ejemplo, como resultado del deshielo de los casquetes polares. [ 14 ]
  • "Stérico" se refiere a los cambios globales en el nivel del mar debido a la expansión térmica y las variaciones de salinidad . [ 15 ]
  • El término "isostático" se refiere a los cambios en el nivel del terreno con respecto a un punto fijo en la Tierra, posiblemente debido a la flotabilidad térmica o a efectos tectónicos , sin tener en cuenta los cambios en el volumen de agua de los océanos.

El deshielo de los glaciares al final de las eras glaciales produce un rebote isostático posglacial , en el que el terreno se eleva tras la eliminación del peso del hielo. Por el contrario, las islas volcánicas más antiguas experimentan un aumento relativo del nivel del mar debido a la subsidencia isostática causada por el peso de los volcanes que se enfrían. La subsidencia del terreno debido a la extracción de agua subterránea es otra causa isostática del aumento relativo del nivel del mar.

En los planetas que carecen de océano líquido, los planetólogos pueden calcular una "altitud media" promediando las alturas de todos los puntos de la superficie. Esta altitud, a veces denominada "nivel del mar" o elevación de nivel cero , sirve como referencia para la altura de las características planetarias. [ 16 ]

Cambiar

Local y eustático

Ciclos del agua entre el océano, la atmósfera y los glaciares.

El nivel medio local del mar (LMSL, por sus siglas en inglés) se define como la altura del mar con respecto a un punto de referencia terrestre, promediada durante un período de tiempo lo suficientemente largo como para que se suavicen las fluctuaciones causadas por las olas y las mareas , generalmente un año o más. Es necesario ajustar los cambios percibidos en el LMSL para tener en cuenta los movimientos verticales del terreno, que pueden ocurrir a ritmos similares a los cambios del nivel del mar (milímetros por año).

Algunos movimientos de tierra se producen debido al ajuste isostático provocado por el derretimiento de los casquetes polares al final de la última era glacial . El peso del casquete polar comprime el terreno subyacente, y cuando el hielo se derrite, el terreno se eleva lentamente . Los cambios en el volumen de hielo en la superficie también afectan los niveles del mar locales y regionales debido al reajuste del geoide y la deriva polar verdadera . La presión atmosférica , las corrientes oceánicas y los cambios en la temperatura local del océano también pueden afectar el nivel medio del mar.

El cambio eustático del nivel del mar (cambio global en contraposición al cambio local) se debe a cambios en el volumen de agua de los océanos del mundo o en el volumen de las cuencas oceánicas . [ 17 ] Dos mecanismos principales están causando actualmente el aumento eustático del nivel del mar. Primero, la disminución del hielo terrestre, como los glaciares de montaña y los casquetes polares, libera agua a los océanos. Segundo, a medida que aumentan las temperaturas del océano, el agua más cálida se expande. [ 18 ]

Cambios a corto plazo y periódicos

El último período glacial provocó un descenso considerable del nivel del mar a nivel mundial.
El aumento de las temperaturas y el deshielo de los glaciares están provocando actualmente la elevación del nivel del mar.

Muchos factores pueden producir cambios a corto plazo en el nivel del mar, normalmente de unos pocos metros, en lapsos de tiempo que van desde minutos hasta meses:

Cambios recientes

El nivel del mar ha estado aumentando generalmente desde el final del Último Máximo Glacial , que fue hace unos 20.000 años. [ 19 ] Entre 1901 y 2018, el nivel medio del mar aumentó entre 15 y 25  cm (6 y 10  pulgadas), con un aumento de 2,3  mm (0,091  pulgadas) por año desde la década de 1970. [ 20 ] : 1216 Esto fue más rápido que el aumento del nivel del mar en al menos los últimos 3.000 años. [ 20 ] : 1216 La tasa se aceleró a 4,62  mm (0,182  pulgadas)/año para la década 2013-2022. [ 21 ] El cambio climático debido a las actividades humanas es la causa principal de esta aceleración persistente. [ 22 ] : 5, 8 Entre 1993 y 2018, el derretimiento de las capas de hielo y los glaciares representó el 44% del aumento del nivel del mar, y otro 42% resultó de la expansión térmica del agua . [ 23 ] : 1576

El aumento del nivel del mar se produce con décadas de retraso respecto a los cambios en la temperatura de la Tierra , y por lo tanto, el aumento del nivel del mar seguirá acelerándose entre ahora y 2050 en respuesta al calentamiento que ya ha ocurrido. [ 24 ] Lo que ocurra después dependerá de las futuras emisiones humanas de gases de efecto invernadero . Si se producen reducciones muy drásticas de las emisiones, el aumento del nivel del mar se ralentizaría entre 2050 y 2100. Podría aumentar entre 30  cm (1  pie) y 1,0  m ( 3 + 1/3 pies ) entre principios de la  década de 2020 y 2100, o aproximadamente entre 60  cm (2  pies) y 130  cm ( 4 + 1/2 pies ) desde el siglo XIX hasta 2100. Con altas emisiones ,  en cambio, se aceleraría aún más y podría aumentar 50  cm (1,6  pies) o incluso 1,9  m (6,2  pies) para 2100. [ 25 ] [ 22 ] [ 20 ] : 1302 A largo plazo, el aumento del nivel del mar ascendería a 2–3  m (7–10  pies) durante los próximos 2000 años si el calentamiento se mantiene en su nivel actual de 1,5  °C (2,7  °F). en el pasado preindustrial. Sería de 19 a 22 metros (62 a 72  pies) si el calentamiento alcanza un máximo de 5  °C (9,0  °F). [ 22 ] : 21 El aumento esperado en el potencial de riesgo de inundación suele ser extremadamente grande incluso para escenarios de aumento moderado del nivel del mar, que van de 10 a 1000 para aumentos de 0,5 m o menos. [ 26 ]

El aumento del nivel del mar afecta a todas las poblaciones costeras del planeta. [ 27 ] Esto puede manifestarse a través de inundaciones, marejadas ciclónicas más intensas , mareas vivas y una mayor vulnerabilidad a los tsunamis . Existen numerosos efectos en cadena. Estos efectos provocan la pérdida de ecosistemas costeros como los manglares . Puede haber una reducción en el rendimiento de los cultivos debido al aumento de la salinidad en el agua de riego . Los daños a los puertos interrumpen el comercio marítimo. [ 28 ] [ 29 ] El aumento del nivel del mar proyectado para 2050 expondrá a inundaciones anuales a lugares actualmente habitados por decenas de millones de personas. Sin una drástica reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, esta cifra podría aumentar a cientos de millones en las últimas décadas del siglo. [ 30 ]

Factores locales como el rango de mareas o la subsidencia del terreno afectarán en gran medida la gravedad de los impactos. Por ejemplo, es probable que el aumento del nivel del mar en Estados Unidos sea de dos a tres veces mayor que el promedio mundial para finales de siglo. [ 31 ] [ 32 ] Sin embargo, de los veinte países con mayor exposición al aumento del nivel del mar, doce se encuentran en Asia, incluyendo Indonesia , Bangladesh y Filipinas. [ 33 ] La resiliencia y la capacidad de adaptación de los ecosistemas y los países también varían, lo que dará lugar a impactos más o menos pronunciados. [ 34 ] El mayor impacto en las poblaciones humanas a corto plazo se producirá en las islas bajas del Caribe y el Pacífico, incluyendo los atolones . El aumento del nivel del mar hará que muchas de ellas sean inhabitables a finales de este siglo. [ 35 ]

Las sociedades pueden adaptarse al aumento del nivel del mar de diversas maneras. La reubicación planificada , la adaptación a los cambios costeros o la protección contra el aumento del nivel del mar mediante prácticas de construcción sólidas, como los diques [ 36 ] , son enfoques sólidos. También existen enfoques más flexibles, como la rehabilitación de dunas y la regeneración de playas . A veces, estas estrategias de adaptación se complementan. Otras veces, es necesario elegir entre diferentes estrategias [ 37 ] . Las naciones más pobres también pueden tener dificultades para implementar los mismos enfoques de adaptación al aumento del nivel del mar que los estados más ricos.

El aumento del nivel del mar se ha estudiado desde una perspectiva de justicia ambiental, dado que sus impactos no se distribuyen uniformemente entre las poblaciones. [ 38 ] Las investigaciones sugieren que las comunidades social y económicamente vulnerables suelen estar más expuestas a las inundaciones costeras y cuentan con menos recursos para la adaptación o la reubicación. [ 39 ]

El aumento del nivel del mar también puede contribuir al desplazamiento o reubicación de poblaciones costeras e insulares, incluidas algunas comunidades indígenas cuyas prácticas culturales están estrechamente ligadas a sus tierras ancestrales. Los esfuerzos de reubicación pueden implicar desafíos relacionados con el mantenimiento de la organización comunitaria y las prácticas agrícolas. [ 40 ]

Aviación

Los pilotos pueden estimar la altura sobre el nivel del mar con un altímetro ajustado a una presión barométrica definida . Generalmente, la presión utilizada para ajustar el altímetro es la presión barométrica que existiría al nivel medio del mar (MSL) en la región sobre la que se vuela. Esta presión se denomina QNH o "altímetro" y se transmite al piloto por radio desde el control de tráfico aéreo (ATC) o un servicio automático de información terminal (ATIS). Dado que la elevación del terreno también se referencia al MSL, el piloto puede estimar la altura sobre el suelo restando la altitud del terreno a la lectura del altímetro. Las cartas aeronáuticas están divididas en casillas y la altitud máxima del terreno desde el MSL en cada casilla está claramente indicada. Una vez superada la altitud de transición, el altímetro se ajusta a la presión atmosférica estándar internacional (ISA) al MSL, que es de 1013,25 hPa o 29,92 inHg. [ 41 ]

Véase también

Referencias

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  • Aumento del nivel del mar: comprender el pasado y mejorar las proyecciones para el futuro.
  • Servicio Permanente para el Nivel Medio del Mar
  • Cambio global del nivel del mar: Determinación e interpretación
  • Informes de la Agencia de Protección Ambiental sobre el aumento del nivel del mar
  • Propiedades de la isostasia y la eustasia
  • Medición del nivel del mar desde el espacio
  • Vídeo sobre la marea creciente: Instituto Scripps de Oceanografía
  • Niveles del mar en línea: Servicio Nacional Oceánico (CO-OPS)
  • Sistema de Observación del Nivel de Aguas Litorales (SONEL)
  • Aumento del nivel del mar: ¿Cuánto y con qué rapidez aumentará el nivel del mar en los próximos siglos?
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