De ce diferă altitudinea vârfurilor de la o sursă la alta? 10 cauze explicative

Fig.1. Vf. Moldoveanu

          Analizând diverse surse (atlase, hărți, modele digitale ale terenului) vom descoperi că același vârf, sau orice cotă în general, are de fapt valori diferite ale altitudinii… Vf. Moldoveanu ba are 2543 m, ba 2544, ba 2545… De Everest ce să mai zicem? Ba 8840, ba 8843, ba 8844, ba 8848 ba 8872… și povestea poate continua. De altfel, ”altitudinea exactă a Everestului” încă este motiv de dispută între cercetătorii chinezi, nepalezi, indieni și comunitatea internațională. Totuși, ce-o fi atât de greu, în era sateliților, să stabilești altitudinea unui amărât de punct?

          Poate unii dintre d-voastră sunt surprinși, dar, în anumite situații, două valori diferite pot fi la fel de corecte… Tare ciudată mai e Geografia uneori! Iată 10 cauze ale măsurătorilor diferite.

          1. Îmbunătățirea tehnicilor și a preciziei aparatelor utilizate. Din acest motiv, valorile înregistrate la intervale de zeci de ani pot să varieze foarte mult. Așa este și cazul Everestului: 8872 față de 8845 m. În prezent se pot obține valori ale cotelor, unele de precizie milimetrică, prin următoarele tehnici:
  • lidar
  • fotogrametrie stereo
  • structure from motion, din imagini aeriene multiple
  • prin interferometrie (fig.2)
  • prin măsurători GPS
  • prin măsurători terestre cu teodolitul și stația totală
  • radar doppler
  • cu ajutorul dronelor etc. 

Fig.2. Obținerea datelor de altitudine prin interferometrie. Doi senzori (ERS-1 și ERS-2) 
receptează semnalul emis de suprafața terestră. Diferențele de viteză ale semnalelor 
determină calcularea exactă a altitudinii punctului respectiv

          2. Datum-ul și elipsoidul utilizat.
          Ce este elipsoidul. Forma neregulată și complexă a planetei (geoid) necesită o simplificare pentru a putea fi folosită în practică: pentru proiecțiile cartografice, măsurătorile altitudinale, fixarea coordonatelor etc. Așadar, se consideră că Pământul este un elipsoid, adică o ”sferă turtită”. Dar această transformare nu este ușoară. De aceea au fost calculați diverși elipsoizi pentru planeta noastră. Adică cercetătorii au încercat să găsească un elipsoid cât mai potrivit pentru forma complicată a Terrei. În funcție de caracteristicile lor (semiaxa mică, semiaxa mare, turtirea etc.), sunt utilizați diverși elipsoizi: Krasovsky, WGS84 ș.a.

 Fig.3. Raportul dintre suprafața terestră, a geoidului și a elipsoidului

           Ce este datum-ul. Datum-ul stabilește practic relația dintre suprafața geoidului și suprafața elipsoidului, fiind un set de parametri (adâncimea planului de referință, punctul origine, coordonate etc.). Prin prelungirea nivelului 0 oceanic pe sub continente obținem o formă neregulată, de geoid. Suprafața elipsoidului este fie deasupra, fie dedesubtul, fie corespunde cu suprafața geoidului. Ideal este să utilizăm elipsoizi cât mai apropiați de forma geoidului. Când studiem de pildă în mediu GIS o regiune mai mică (România) vom folosi un datum local (de ex. Dealul Piscului). Asta înseamnă că datum-ul nostru folosește un elipsoid cât mai apropiat de suprafața geoidului pentru spațiul românesc. Când studiem tot globul, vom folosi un datum general, ca în sistemul WGS-84. 

Fig.4. Datum local și datum general. Același elipsoid ocupă poziții diferite în raport cu suprafața terestră, în funcție de zona de interes. Pentru datumul local zona de interes este în jurul punctului origine, în timp ce pentru datumul general zona de interes este întreg Globul sau aproape tot

          Așadar, în funcție de datum-ul și elipsodul folosit, același punct va avea altitudini diferite, deoarece se raportează la sisteme de referință diferite. În plus poate avea și coordonate geografice diferite. Pare ciudat, dar dacă veți modifica în mediu GIS datum-ul sau elipsoidul, veți vedea că se modifică și latitudinea și longitudinea și altitudinea unui punct (o clădire, o intersecție, o confluență). De aceea GPS-ul se raportează la sistemul WGS84 peste tot în lume… ca datele să aibă un sistem de referință unitar.


          3. Rezoluția spațială. Se referă la mărimea celulelor modelelor digitale ale terenurilor (prescurtat DEM). Metodele de teledetecție și fotogrametrie de cartare tridimensională a suprafeței topografice, adică de măsurare a altitudinilor, au ca rezultat obținerea unei grile de celule pătrate (format numit ”raster”), fiecărei celule corespunzându-i o altitudine. Cu cât rezoluția este mai slabă, cu atât o celulă este mai mare, adică acoperă un spațiu mai extins. Unele DEM-uri pot avea rezoluția de 30 sau 60 m (ca în cazul SRTM-ului). Însă un vârf montan are mai puțin de 30 m lățime, deci celula corespunzătoare lui va cuprinde de fapt și spațiul mai coborât din jurul vârfului (fig.5). Dacă celula este o medie a altitudinii, atunci altitudinea celulei pe modelul raster va fi mai coborâtă decât altitudinea vârfului în realitate, poate chiar cu câțiva metri… 

Fig.5. Două rastere la rezoluții diferite ale aceluiași munte. 
Pe modelul din dreapta muntele este mai scund

          4. Vegetația. Unele tehnici de măsurare a altitudinii se bazează pe receptarea de către senzori a undelor/ semnalelor emise/reflectate de suprafața terestră. Însă dacă terenul este acoperit cu vegetație deasă sau clădiri, nu suprafa terestră va reflecta semnalul, ci partea superioară a vegetației/ a clădirilor. În consecință, valorile altitudinale obținute vor avea diferențe de câțiva metri față de realitate. Utilizatorii GIS au observat adesea pe diverse DEM-uri ”adevărate podișuri”, înalte de 10m, în plină câmpie… Sunt de fapt pâlcuri de pădure compact.

          5. Gheața. Unele vârfuri foarte înalte sunt îmbrăcate într-un strat de gheață de câțiva metri grosime. Și cum nu se va topi prea curând, această gheață poate fi considerată ca un element component al muntelui. Unii consideră că trebuie luată în considerare altitudinea la nivelul rocii, alții la nivelul gheții… de aceea vf. Everest are ba 8844 ba 8848 m…

 Fig.6. Vf. Everest

          6. Agenții morfogenetici externi. În această categorie se încadrează precipitațiile, vântul, dezagregarea termică, îngheț-dezghețul, surpările, avalanșele și orice altă formă de energie care poate duce la erodarea vârfului muntelui. Bineînțeles, în cazul unor terenuri mai joase, altitudinile pot evolua pozitiv, prin aluvionări și alte depuneri de sedimente...

          7. Înălțările epirogenetice actuale. Există situații de ridicare a unor regiuni continentale mai vaste, puse de specialiști pe seama reechilibrărilor plăcilor tectonice ce ”plutesc” pe manta. Un exemplu ar fi pen. Scandinavă cu m-ții Scandinaviei.

          8. Înălțările orogenetice actuale. Unele vârfuri, componente ale așa-numitului orogen recent, de vârstă tânără (alpină), au rate de ridicare de câțiva mm sau chiar cm/an: vârfurile din Himalaya, Anzi, Carpații de Curbură etc.În zonele adiacente pot avea loc mișcări inverse, adică scufundări (subsidență) ca în Câmpia Siretului Inferior.

          9. Deplasările tectonice bruște. În momentul eliberării bruște a energiei acumulate la contactul plăcilor tectonice, se produce un cutremur puternic și o deplasare a plăcilor tectonice de câțiva cm sau chiar m, putându-se modifica atât coordonatele geografice cât și altitudinea unui punct dat.

          10. Vulcanismul și presiunea magmatică. În zonele cu vulcanism activ, modificările de altitudine sunt ceva curent și pot lua diverse aspecte:
  • creșterea altitudinii prin bombarea scoarței sub presiune magmatică, mai ales înainte de marile erupții (așa cum a s-a întamplat în cazul vulcanului. Sf Elena);
  • creșterea altitudinii prin depuneri de lave și materiale piroclastice;
  • scăderea altitudinii prin erodarea muntelui vulcanic de energia erupției;
  • scăderea altitudinii prin scufundarea sau prăbușirea aparatului vulcanic etc;

          În concluzie, a determina cu exactitate altitudinea unui punct/ vârf montan este o misiune extrem de dificilă și depinde de sistemul de referință, de metodele și instrumentele folosite, de factorii naturali, de momentul realizării măsurătorilor și de punctul de vedere personal al cercetătorului… Și până la urmă care o fi altitudinea Moldoveanului și a Everestului?

de I. Tudose
30.08.2015

Niciun comentariu:

Trimiteți un comentariu

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...