Море вовсе не обязано подниматься и опускаться по единому расписанию вдоль всего побережья. В одной бухте уровень воды может заметно отличаться от уровня в соседней — причем разница на расстоянии всего нескольких километров способна достигать одного метра. Ученые предложили способ картировать такие разноуровневые локальные приливы с помощью спутниковых снимков. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Earth & Environment.
Пляж вместо водомера: что придумали ученые
Обычно высоту прилива измеряют специальными водомерными постами. Проблема в том, что они стоят далеко друг от друга — как правило, на расстоянии 50 км и более. Между ними ученым приходится рассчитывать изменения уровня воды по моделям.
Международная команда ученых решила посмотреть на проблему с другой стороны. Они использовали архив спутниковых снимков американской программы Landsat, накопленный более чем за 40 лет.
Вместо того чтобы искать на изображениях сам уровень моря, ученые отслеживали границу между водой и сушей. Если известно, насколько крут спуск к воде на пляже, то по перемещению этой границы от снимка к снимку можно восстановить изменения уровня воды и определить характеристики прилива.
То, что раньше считалось помехой для анализа береговой линии, фактически оказалось полезным сигналом. Метод позволяет получать данные с шагом 100 метров вдоль побережья — значительно подробнее, чем при использовании разреженной сети водомерных постов.
Самое интересное начинается там, где датчиков почти нет
Особенно полезным новый подход может оказаться для удаленных регионов. В качестве примера исследователи приводят Гренландию: там всего несколько физических водомерных станций, тогда как суточные изменения уровня воды могут достигать 5–6 метров.
Для проверки метода ученые изучили побережье Новой Зеландии, где приливы достаточно сильные и поэтому хорошо различимы на фоне других факторов. Полученные оценки главной полусуточной составляющей прилива M2 в целом согласовались с показаниями водомеров и существующими моделями.
В отдельных местах метод позволил увидеть мелкие детали. Например, в заливе Пегасус к северу от Крайстчерча амплитуда прилива менялась примерно на 5 см от одной части побережья к другой. А в районе пролива Кука исследователи зафиксировали резкое изменение фазы прилива: примерно на 220 градусов всего за 16 км береговой линии.
Авторы отмечают, что спутниковые данные не во всем превосходят традиционные измерения: у нового метода есть погрешности, связанные с уклоном пляжа, волнами, облачностью и нерегулярностью спутниковых наблюдений. Однако там, где водомеров мало или нет совсем, такая информация может стать ценным дополнением к существующим моделям.
Есть у метода и еще одна потенциально важная задача — наблюдение за изменением береговой линии на фоне глобального повышения уровня моря. Если ученые точнее знают местные приливные колебания, им проще отделить кратковременное перемещение воды от долгосрочных изменений.
Тема спутникового наблюдения за океаном активно развивается. Hi-Tech Mail рассказывал о проекте ESA по мониторингу океанских течений — там речь идет о будущих гравиметрических спутниках, которые должны отслеживать перемещение огромных масс воды по изменениям гравитационного поля Земли.
Еще один материал портала рассказывает, как спутник SWOT вместе с автономными подводными планерами помог обнаружить узкие вертикальные потоки воды шириной около 10 км, уходящие на глубину до 1000 метров.