Det teoretiska medelvattnet (MW) och de geodetiska höjdsystemen i Finland

Då man pratar om vattenstånd är det relevant att veta i vilket höjdsystem värdena är givna. Med andra ord, var skalans nollpunkt ligger. Flera alternativ existerar, och de i Finland mest populära alternativen förklaras nedan.

Mätningen av havsvattenståndet sker i förhållande till en mareografs egen referensnivå som är bunden till de geodetiska höjdsystemen. Referensnivån är en beräknad nivå som ligger ungefär två meter under medelvattnet för år 1921. Mareografens möjliga rörelse relativt till sin referensnivå utreds med årliga avvägningarna mot en närstående fixpunkt. Vart tredje år säkras stabiliteten av mareografen och dess fixpunkt med avvägningar till andra lokala fixpunkter i berggrunden.


I Finland används fyra olika geodetiska höjdsystem:

  • N2000: Höjdsystemet N2000 bygger på Finlands tredje precisionsavvägning (1978–2006). Det är en finländsk realisering av det alleuropeiska höjdsystemet och dess utgångsnivå definieras av NAP (Normaal Amsterdams Peil). Alla Östersjöländerna använder ett gemensamt namn Baltic Sea Chart Datum 2000 av systemet, och i Finland betyder beteckningen BSCD2000 samma sak som N2000. N2000-systemets värden avviker 13–43 cm från Finlands tidigare nationella höjdsystem N60. Skillnaden beror främst på den landhöjning som skett under de senaste 40 åren: höjdvärdena i N2000-systemet baserar sig på landhöjningssituationen år 2000, medan höjdvärdena i N60-systemet bygger på situationen år 1960. Det förekommer också olikheter i uträkningarna.
  • N60: Höjdsystemet N60 grundar sig på uträkningar av de två första avvägningarna då den andra blev färdig och landhöjningen beaktades. Det anses följa geoiden bättre än NN- och N43-systemen.
  • N43: Finlands andra precisionsavvägning gjordes åren 1935–1975. Höjdsystemet N43 baserar sig på resultaten från åren 1935–1955. Då man preciserade detta höjdsystem använde man inte hela avvägningsnätet. Man tog inte heller i beaktande landhöjningens inverkan under mätningstiden.
  • NN (normal noll): Finlands första precisionsavvägning, utförd av Överstyrelsen för Väg och Vattenbyggen, gjordes under åren 1892–1910. Höjdsystemet NN (normal noll) bestämndes utgående från denna precisionsavvägning. Det motsvarar dock inte geoiden lika bra som N60 höjdsystemet. Till NN-systemets nollpunkt togs nollpunkten på vattenståndspeglaren vid Skatudden i Helsingfors, som befinner sig 30,465 meter under Finlands huvudfixpunkt. Huvudfixpunkten finns i närheten av Astronomiska Observatoriet i Helsingfors.

Havsvattenståndets medelhöjd har sjunkit i förhållande till dessa höjdsystem. Därför har det så kallade teoretiska medelvattnet (MW) tagits i bruk.

Det teoretiska medelvattnet (MW) är en prognos som gjorts för praktiska ändamål utgående från det långvariga vattenståndets medelvärden (rättare sagt väntevärden). Där har man tagit i beaktande landhöjningen, havsnivåns globala höjning samt förändringarna i Östersjöns totala vattenmängd. På grund av dessa förändringar är det teoretiska medelvattnet inte konstant. Det teoretiska vattenståndet ändras inte heller alltid med konstant hastighet från år till år, eftersom det sker förändringar i hastigheten av havsnivåns höjning och i variationen av Östersjöns totala vattenmängd. Meteorologiska institutet bekräftar årligen höjden av det teoretiska medelvattnet. I kalkylerna utnyttjar man den senaste forskningskunskapen i de observerade och kommande förändringarna som har inverkan på det teoretiska medelvattnet.

I Finland har man oftast använt det teoretiska medelvattnet som referens då information om vattenståndet ges till allmänheten t.ex. via internet, radio och dagstidningar. Också djupinformationen i sjökartorna har varit i förhållande till årets teoretiska medelvatten.

Mera information om inverkan av landhöjningen och vattenståndets höjning vid Finska kusten kan hittas i Klimatguiden.

Omvandlingstabeller

Den årliga höjden av det teoretiska medelvattnet vid finska kusten i förhållande till de geodetiska höjdsystemen (N2000, N60, N43 och NN) är givna i tabellen nedan.

1881-1885 1931-1935 1981-1985
1886-1890 1936-1940 1986-1990
1891-1895 1941-1945 1991-1995
1896-1900 1946-1950 1996-2000
1901-1905 1951-1955 2001-2005
1906-1910 1956-1960 2006-2010
1911-1915 1961-1965 2011-2015
1916-1920 1966-1970 2016-2019
1921-1925 1971-1975  
1926-1930 1976-1980  

 

Förflyttningen till N2000-höjdsystemet

Hittills har Meteorologiska institutet främst givit vattenståndet i förhållande till det teoretiska medelvattnet. En av de viktigaste orsaker för detta har varit att djupinformationen i sjökartor också varit relativt till det teoretiska medelvatten. Detta kommer att förändras då höjdsystemet i sjökartorna byts till N2000-systemet.

Förändringen sköts av Traficom, och den kommer att ske gradvis ett havsområde i taget. De första kartorna i N2000-systemet, som täcker Bottenviken, kommer att publiceras 2020. De sista kartorna, från Finska viken, skall utkomma 6-8 år senare. Meteorologiska institutet kommer därför att erbjuda vattenståndsobservationer och –prognoser också i N2000-systemet. Teoretiska medelvatten blir ändå inte onödigt, eftersom det behövs för att beräkna statistik och jämföra vattenståndsvärden mellan olika år. Mera information om sjökortändringen kan fås av Traficom.

Omräkningsexempel

Exempel 1.

Man har mätt vattenståndvärdet +15 cm i förhållande till det teoretiska medelvattnet i Helsingfors år 2000. Vattenståndet i höjdsystemen N2000 och N60 fås på följande sätt:

  • Från tabellen av det teoretiska medelvattnet fås höjden +186 mm för teoretiska medelvattnet år 2000 (MW2000) i förhållande till N2000-systemet och höjden -66 mm till N60-systemet i Helsingfors. MW2000-systemets nollnivå är alltså 186 mm högre än N2000-systemets nollnivå och 66 mm lägre än N60-systemets nollnivå.
  • Vattenståndet i N2000-systemet är alltså: +15 cm + 18,6 cm = +33.6 cm.
  • Vattenståndet i N60-systemet är: +15 cm – 6,6 cm = +8.4 cm.
     

Exempel 2.

Man har mätt vattenståndvärdet -22 cm i förhållande till det teoretiska medelvattnet år 2012 (MW2012) i Jakobstad. Vattenståndet i förhållande till det teoretiska medelvattnet år 2005 (MW2005) fås med hjälp av de geodetiska höjdsystemen:

Med hjälp av höjdsystemet N2000:

  • MW2012-systemets nollpunkt är 107 mm högre än N2000-systemets nollpunkt.
  • MW2005-systemets nollpunkt är 137 mm högre än N2000-systemets nollpunkt. MW2005-systemets nollpunkt är alltså 30 mm högre än MW2012-systemets nollpunkt.
  • Vattenståndet i förhållade till MW2005-systemet är: -22 cm – 3.0 cm = -25.0  cm

Med hjälp av höjdsystemet N60:

  • MW2012-systemets nollpunkt är 333 mm lägre än N60-systemets nollpunkt.
  • MW2005-systemets nollpunkt är 303 mm lägre än N60-systemets nollpunkt. MW2005-systemets nollpunkt är alltså 30 mm högre än MW2012-systemets nollpunkt.
  • Vattenståndet i förhållande till MW2005-systemet är: -22 cm – 3.0 cm = -25.0  cm

Exempel 3.

Hur stor har landets höjning från havet i Jakobstad varit under 1960-2010? Vad är motsvarande siffra för åren 2000-2010?

  • Man ser i tabellen för medelvattnen att det teoretiska medelvattnets höjd i Jakobstad för år 1960 (MW1960) är +464 mm i N2000-systemet och +115 mm för år 2010 (MW2010).
  • Från 1960 till 2010 har landets höjning från havet alltså varit 464 mm - 115 mm = 349 mm. Den medeltaliga hastigheten av landets höjnigen under dessa 50 år har varit 7.0 mm/år. Det teoretiska medelvattnets höjd för år 2000 (MW2000) i N2000-systemet, +162 mm, fås från tabellen för meddelvattnen.
  • Från 2000 till 2010 har landets höjning från havet alltså varit 162 mm - 115 mm = 47 mm. Den medeltaliga hastigheten av landets höjningen under dessa 10 år har varit 4.7 mm/år.