9.2. СУЩНОСТЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ РЕЛЬЕФА ГОРИЗОНТАЛЯМИ
На топографических картах рельеф изображается горизонталями, т. е. кривыми замкнутыми линиями, каждая из которых представляет собой изображение на карте горизонтального контура неровности, все точки которого на местности расположены на одной и той же высоте над уровнем моря.
Чтобы лучше уяснить сущность изображения рельефа горизонталями, представим себе остров в виде горы, постепенно затопляемой водой. Допустим при этом, что уровень воды последовательно останавливается через одинаковые промежутки по высоте, равные h метров (рис. 9.2).
Рис. 9.2. Сущность изображения рельефа горизонталями
Каждому уровню воды, начиная с исходного (АВ), будет, очевидно, соответствовать своя береговая линия (CD, KL, MN, RS) в виде замкнутой кривой, все точки которой имеют одну и ту же высоту.
Эти линии можно рассматривать и как следы сечения неровностей местности уровенными поверхностями, параллельными уровенной поверхности моря, от которой ведется счет высот. Исходя из этого, расстояние h по высоте между смежными секущими поверхностями называют высотой сечения.
Если все эти линии равных высот спроектировать на поверхность земного эллипсоида и изобразить в заданном масштабе на карте, то получим на ней изображение горы в плане в виде системы замкнутых кривых линий ab, cd, kl, тп и rs. Это и будут горизонтали.
Рассматривая сущность горизонталей можно сделать следующее заключение:
а) каждая горизонталь на карте представляет собой горизонтальную проекцию линии равных высот на местности, изображающую плановое очертание неровностей земной поверхности. Таким образом, по рисунку и взаимному положению горизонталей можно воспринимать формы, взаимное положение и взаимосвязь неровностей;
б) так как горизонтали на карте проводятся через равные промежутки по высоте, то по числу горизонталей на скатах можно определять высоту скатов и взаимные превышения точек земной поверхности: чем больше горизонталей на скате, тем он выше;
в) заложения горизонталей, т. е. расстояния в плане между смежными горизонталями, зависят от крутизны ската: чем скат круче, тем меньше заложение. Следовательно, по величине заложения можно судить о крутизне ската.
Почему используют оба значения высоты
Можно было бы решить, что вполне достаточно какой-то одной высоты. Но рассмотрите ситуацию, когда, например, вам нужно узнать глубину ущелья, расположенного высоко в горах. Проблема в том, что его абсолютная глубина может быть всего пару метров с учетом уровня моря, а вот относительная — составить несколько сотен метров.
Существует много интересных фактов о высотах и впадинах. Знаете ли вы, что:
- глубины и впадины принято считать отрицательными формами рельефа;
- если брать за основу относительную высоту, то самой высокой вершиной мира считалась бы гора Арарат;
- для всего СССР была одна общая точка отсчета для АВ, и ею являлся уровень воды озера Байкал;
- у горы Канченджанга разница между АВ и ОВ составляет почти 4,5 тысячи метров.
Относительные высоты в военном деле
В военном деле понятия относительной высоты используют моторизованные и пехотные части. Такие высоты называются господствующими или командными, и они имеют следующие признаки:
- За точку отсчета, как и в географии, принимается наименьшая возвышенность на театре оперативных действий.
- Высота должна иметь хорошую точку обзора, и в поле видимости должны быть все окружающие объекты.
- Высота должна позволять вести огонь по противнику, при этом ответный огонь или невозможен, или наносит минимальный ущерб.
В этом плане самая высокая точка на поле боя не всегда будет лучшей позицией для обстрела, но может быть лучшей для наблюдения и корректировки огня артиллерии. Ранее на обнаружение господствующих высот отправлялись разведгруппы, которые почти вручную устанавливали размер высоты.
Теперь это можно сделать с расстояния, используя лазерный дальномер.
Как рассчитать относительную высоту
Для начала надо выбрать точку, от которой будет вестись отсчет. Для гор такой точкой выбирают основание. Если определяют относительные высоты нескольких горных вершин, точкой отсчета является соединяющая их седловина.
Седловина, кстати, действительно разделяет горы так, что напоминает седло.
Если гора печальна и одинока, ее относительную высоту часто считают равной абсолютной.
И абсолютные, и относительные высоты имеют большое значение для описания рельефа. Относительная высота — важный критерий, по которому определяют, является гора самостоятельной вершиной или частью, т.е. пиком, другой.
Относительную высоту могут рассчитывать не только географы, но и все желающие. Например, ничто не мешает мне вычислить свою высоту относительно моей кошки.
И наконец раскрою интригу. Кто самый-самый по относительной высоте? Зависит, от чего отсчитывать. Если от основания, то высота гавайской Мауна-Кеа составит более 10 километров (это выше Эвереста, чтоб вы знали). Вот только большая часть основания у нее ниже уровня моря.
Балтийская система высот
В России в качестве государственной системы высот используется Балтийская система нормальных высот 1977 года, определенная по результатам уравнивания измерений на пунктах государственной нивелирной сети I и II классов главной высотной основы, выполненного ГУГК СССР в 1977 году. Отсчёт нормальных высот в Балтийской системе нормальных высот 1977 года ведется от нуля Кронштадтского футштока. За нуль Кронштадтского футштока принята горизонтальная черта на медной пластине Тонберга, укрепленной в устое Синего моста через Обводной канал в г. Кронштадте. Отметка горизонтальной черты пластины Тонберга равна 0,000 м. Строго говоря, исходным пунктом служит вековой репер вблизи футштока, связанный с началом счёта высот.
История понятия
К середине XIX в. стало ясно, что при определении высот из геометрического нивелирования нельзя более полагать выводимые превышения равными разностям расстояний от центра Земли — необходимо иметь в виду нецентральность земного гравитационного поля, непараллельность уровенных поверхностей потенциала земной силы тяжести. А. П. Болотов , следуя французскому академику отметил возможность счета высот по перпендикулярам к сфероидальным поверхностям, параллельным поверхности океана. в книге 1805 г. описал принципы геометрического нивелирования, не использовав сам термин «нивелирование» (сс. 230—237), но имея в виду поправки за рефракцию по Лапласу (сс. 223—229). Разности высот считал равными разностям расстояний до центра сферической Земли. Термин «нивелирование» появился в книге Пюиссана 1807 г. Лаплас дал описание астрономической и земной рефракции и измерение высоты барометром.
Внимание геодезистов к этому кругу вопросов привлекла в 1870 г. невязка в ~1,2 м полигона геометрического нивелирования, пересекшего Альпы у Симплона и Сен-Готарда
Позднее выяснилось, что эта невязка — результат просчета и влияние силы тяжести в подобных случаях едва ли будет больше дециметра. Теодор Ванд , Г. Захарие (G. Zachariae), Ф. Р. Гельмерт опубликовали свои работы о счете высот в земном гравитационном поле в этот период. Вклад выдающегося немецкого геодезиста Гельмерта (и последующие публикации) особенно значителен. Именно он правильно оценил упомянутое влияние, им предложены динамические высоты, до сих пор сохранившие свою роль в теории и практике нивелирования (термин появился позднее) и метод вычисления ортометрических высот, служивший в нашей стране до замены таких высот нормальными. Разрабатывая теорию ортометрических высот — высот над геоидом Гаусса-Листинга, Гельмерт отметил принципиальную невозможность точного их определения по результатам измерений на земной поверхности.
В 1945 г. М. С. Молоденский (ЦНИИГАиК) впервые использовал нормальные высоты для решения задачи совместного определения фигуры Земли и внешнего гравитационного поля . Дальнейшее развитие система нормальных высот получила в работах канд. техн. наук В. Ф. Еремеева (ЦНИИГАиК), и окончательно разработана к 1972 г.
Примечания
- Болотов А. П. Геодезия или руководство к исследованию общего вида Земли, построению карт и производству тригонометрической и топографической съемок и нивелировок. Часть II: проекции карт, нивелирование, топография.. — СПб.: К. Вингебер, 1837. — 445 с.
- Puissant L. Traité de géodésie ou exposition des méthodes astronomiques et trigonométriques, appliquées soit à la mesure de la terre, soit à la confection du canevas des cartes et des plans. — 1. — Paris: Courcier, 1807. — С. 230.
- Puissant L. Traité de géodésie ou exposition des méthodes astronomiques et trigonométriques, appliquées soit à la mesure de la terre, soit à la confection du canevas des cartes et des plans. — 2. — Paris: Courcier, 1819. — С. 350.
- Puissant L. Traité de topographie, d’arpentage et de nivellement. — Paris: Courcier, 1807. — 332 с.
- Laplace Pierre-Simon. Traité de Mécanique céleste, t. 4. — 1. — Paris: L’Imprimerie Royale, 1805.
- Wand Th. Die Principien der mathematischen Physik und Potentialtheorie. — Leipzig: B. G. Teubner, 1871. — 184 с.
- Молоденский М. С. Основные вопросы геодезической гравиметрии. — Труды ЦНИИГАиК, вып. 42. — Москва: Геодезиздат, 1945. — 108 с.
- Еремеев В. Ф., Юркина М. И. Теория высот в гравитационном поле Земли. — Труды ЦНИИГАиК, вып. 191. — Москва: Недра, 1972. — 144 с.
Об относительной высоте вершины
Данным термином обозначается набор характеристик горной вершины, определяющих, может ли она являться независимой горой. Относительную высоту вершины можно определить тремя способами:
- отыскав наименьшую высоту, до которой необходимо спуститься, чтобы взобраться на более высокую точку;
- если предположить, что уровень моря поднимется так, что исследуемая вершина станет высшей точкой острова, то ее возвышение над текущим уровнем моря и будет относительной высотой;
- установив высоту изучаемой вершины над основой седловины (нижайшей точки на кривой), условной прочерченной линии водораздела от данной вершины к ближайшей более высокой вершине («родительской горе»).
Необходимость определения относительной высоты для вершин состоит в том, что таким образом можно отличить самостоятельную гору от вершины. В противном случае, это все придется делать «на глаз», а тогда может статься так, что пяток скал на вершине Эвереста будут считаться самыми высокими горами на планете.
Как определяют абсолютную высоту в разных странах?
Россия и многие другие страны, которые раньше входили в состав СССР, используют в качестве точки отсчета среднемноголетний уровень Балтийского моря. Определяется он при помощи специального прибора – футштока, расположенного в городе Кронштадт. Измерения осуществляются в рамках Балтийской системы нормальных высот.
США и Канада ориентируются на водную поверхность в заливе Святого Лаврентия вблизи города Римуски. В Великобритании уровнем моря является гавань Ньюлин в южно-западной части Англии. В Северной Ирландии – водная гладь возле Белфаста. В Швеции, Дании точка отсчета – море вблизи Амстердама. Китай ведет отсчет от водной поверхности рядом с городом Циндао.
Франция использует в качестве нулевой точки средние показатели Марсельского мареографа, взятые за промежуток с 1885 по 1897 год. С тех пор уровень вод здесь поднялся на 16 см, но данные не обновлялись.
Интересный факт: поскольку каждая страна имеет свое представление об уровне моря, на картах указываются разные данные относительно высоты тех или иных объектов.
Эта особенность использования разных систем высот и уровней моря должна вызывать немало трудностей. Например, каким образом осуществляется проектирование и возведение крупных объектов, если страны ориентируются на разные показатели?
Здание мареографа кронштадтского футштока
В таких случаях, прежде чем приступать к работам, приходят к какому-то соглашению. Все стороны выбирают определенную систему высоты и уровень моря, в соответствии с которым проводятся расчеты.
Возникает мысль о том, что было бы проще всему миру выбрать единую систему измерения абсолютной высоты. Тогда не возникали бы расхождения в картах и других сферах, где необходима данная информация.
Не так сложно найти компромисс, как переделывать огромное количество карт, а также менять информацию в документах. Да и поверхность планеты не дает возможности вычислить среднюю абсолютную высоту – слишком велики различия.
Множеством природных факторов обусловлен неодинаковый уровень вод Мирового океана. В мире нет единого моря для отсчета абсолютных высот. Каждая страна придерживается определенной системы и ведет измерения, ориентируясь на наиболее удобный водоем. Из-за этого обозначения высот и впадин на картах могут отличаться. В России и странах бывшего СССР за нулевой показатель принимают среднемноголетний уровень Балтийского моря.
Что называют абсолютной и относительной высотой
Поскольку поверхность планеты не гладкая, а изрезана неровностями, возникла необходимость выработки метода отображения этих характеристик на бумаге. Логично, что для этого сперва понадобится выяснить точную высоту того либо иного объекта, либо же глубину впадин. Для этого были введены две важные характеристики рельефа: высоты — абсолютная и относительная. В первом случае точкой отсчета выступает уровень океана, а во втором отображается соотношение каких-либо точек рельефа между собой. При этом абсолютная высота может быть как положительной, например, для гор либо холмов, так и отрицательной — для тех форм, что расположены ниже все того же уровня океана.
Разница между абсолютной и относительной высотой
Допустим, вы идете по дороге и видите перед собой возвышенность. К вам подходит добрый волшебник и говорит: «Вот тебе линейка в 6437 метров, я превращу тебя в великана, и если ты измеришь гору, то сможешь унести с собой 5 килограммов золота». Вы соглашаетесь (кто же не хочет 5 кг золота?!), начинаете расти и приставляете к горе линейку.
Итак, гора получилась 3450 метров в высоту. Но волшебнику нужно еще одно число. Значение, которое вы получили, будет называться относительной высотой. Потому что она была измерена относительно другой поверхности. Теперь вам нужно найти абсолютную высоту. Чтобы это сделать, необходимо измерить размер горы, начиная от уровня моря. Теперь в горе целых 4500 метров. Вы справились с заданием и получили свое золото.
На картах и планах указывается размер какой-либо возвышенности (горы или холма) относительно уровня моря. Относительная высота появилась гораздо раньше абсолютной. Появление второй, вероятнее всего, стало следствием развития физической географии. Именно благодаря абсолютной высоте мы знаем самую высокую и самую низкую точку нашей планеты.
Главная > Наука > Как определяется высота горы
Высота гор измеряется самым, пожалуй, древнейшим способом — топографической съемкой, с помощью которой можно определить форму и размеры любого образования или объекта на земной поверхности. Поэтому независимо от площади того участка, который ты хочешь измерить: будь то несколько десятков или несколько тысяч квадратных метров, способ измерения остается прежним. Как измерить высоту горы Описание: А действительно — как измерить высоту горы? Ведь не будешь же гору мерить шагами или рулеткой. Если нас интересует, какова высота горы от подошвы до вершины, значит, мы имеем в виду относительную высоту. Однако на основании значений относительных высот невозможно было бы составить точные карты земной поверхности. Казалось бы, все очень просто — принимаем за 0 м высоту уровня моря, а высоту всех остальных элементов Рельефа… Собираясь в горы, возьмите с собой альтиметр (высотометр), который позволит вам быть всегда информированным о высоте вашего нахождения.
Равнины высотой от 200 до 500 м (например, Валдайская) называются возвышенностями и обычно обозначаются желтым цветом. Есть участки суши, которые расположены ниже уровня моря (например, южная часть прикаспийской низменности). Для их обозначения обычно выбирается коричневый или красный цвет, причем чем больше высота гор, тем темнее и насыщеннее оттенок. 3Внутри категории высоких гор также присутствует цветовое деление: горы высотой более 3000 метров, более 5000, а также еще более высокие.
Пользоваться системами определения абсолютной, а не относительно высоты (как в приборах, упомянутых выше), к сожалению, не представляется возможным, пока они не выпускаются для широкого пользования
Как измерить высоту здания барометромИзмерить высоту здания с помощью барометра — нетривиальная физическая задача, показывающая, как важно для физика мыслить вне обычных категорий. Как измерить высотуПри строительных работах регулярно возникает необходимость измерить высоту
Как узнать высоту над уровнем моряУмение определять высоту собственного местоположения бывает необходимо при ориентировании в горных местностях, когда видимость недостаточная. Как определить высоту равниныМестоположение в пространстве любой географической точки принято определять по ее координатам: широте, долготе и высоте.
Человек узнал, как определить высоту горы, задолго до ее покорения. Техника триангуляции, с помощью которой проводится съемка, широко используется во многих областях науки и техники. Длина или расстояние определяется землемером, углы – теодолитом. Определение высоты горы визиром схожее с топографическим методом. И в первом и во втором случае на горе выбирается ориентир, измеряются углы, и определяется неизвестная высота (сторона треугольника).
Такой способ измерения называется нивелированием, приведением к одному уровню, и осуществляется с помощью ватерпаса, расположенного у основания теодолита. Поднимая визир (оптическое приспособление) на любой ориентир на горе, можно измерить углы и в конечном итоге определить ее высоту. Самый точный способ- взять точку, высота которой над уровнем моря уже известна. При помощи дальномера (лазерный, или более древний, оптический) измерить расстояние от точки наблюдения до вершины горы. А дальше школьный курс тригонометрии.
Высоту горы и других объектов можно найти с помощью физической карты рядом с которой находится шкала глубин и высот в метрах. Если тебя не устраивает ответ или его нет, то попробуй воспользоваться поиском на сайте и найти похожие ответы по предмету География.
Эльбрус. вершина Водораздельного хребта Большого Кавказа на границе Азербайджана и России (Дагестан). Высота 4466 м. А на высоте примерно 3900 м стоит современная маленькая церковь. Дословный перевод «белая гора». Высота 5204 м, то есть по высоте уступает на Кавказе только Эльбрусу. Горы мира. Гора Сахарная голова. Уральские горы. Гора Ушба. Гора Айрес — рок. Горы на побережье Красного моря. Восточные Саяны. Анды. Большой водораздельный хребет.
Обычно о высоких горах, когда они упоминаются в различных средствах массовой информации, нам всегда говорят об их точной высоте, которая указывается в метрах. Как же людям удается рассчитать их высоту, да еще так точно, тем более, если гора еще не освоена ни одним человеком? Рассчитать высоту горы, можно используя один из старинных методов, который издавна находится на вооружении у землемеров, геодезистов, если по-современному.
Когда высокие горы упоминаются в газетах или книгах, нам обычно сообщают их точную высоту в метрах. Геодезия это наука, которая определяет форму и размер любой части земной поверхности.
Как измеряют относительные высоты?
Теперь вы поняли, чем абсолютная высота отличается от относительной в географии. Для определения относительных высот удобно пользоваться специальным прибором — рейкой. Для этого в начальной точке, относительно которой ищется превышение, ставится рейка. Условно эта точка принимается за высоту с отметкой 0. Далее, как показано на рисунке выше, необходимо двигаться вверх по холму или горе до тех пор, пока вы не достигнете высоты рейки, и самая высокая ее точка не окажется ниже уровня ваших ног.
Тогда необходимо зафиксировать точку на холме, которая соответствует положению самой высокой точки рейки, стоящей на нулевом уровне, и сместить рейку в данную точку. Таким образом, на второй точке относительная высота будет равна 1 высоте рейки. Операцию нужно проделать до тех пор, пока вы не достигнете самой высокой точки холма. В этом случае относительная высота будет равняться сумме всех высот переставляемой рейки.
Вместо рейки можно использовать любой предмет, высота которого известна заранее. Если под рукой нет совсем ничего, относительную высоту можно измерить по своему собственному росту, проделав описанные выше манипуляции. Кроме того, относительную высоту легко можно измерить как разность абсолютных высот, если они заранее известны.
Чем отличаются относительная и абсолютная высоты
Но в реальности все оказалось несколько сложнее и намного интереснее. Сейчас попробую объяснить. Вот представьте себе высокую гору, расположенную не на равнине, а посреди изрезанной холмами и впадинами местности. Тогда может получиться, что с одной стороны ее высота от подошвы до макушки будет, например, 500 метров. А вот с другой стороны у подножия будет глубокая впадина, и высота от низа до самого верха получится 550 метров. Так какая же тогда высота этой самой горы?
Ответ прост. Первые два варианта являются относительными высотами (ОВ). А высота, которая и войдет в учебники и справочники, будет отсчитываться не от подножия, а от уровня мирового океана. Поэтому она и носит название абсолютной (АВ).
