¿Qué es el nivel del mar?

Descubre qué es el nivel del mar, qué métodos se utilizan para su medición y cuáles podrían ser las consecuencias de su continuo aumento.

ElTiempo.es

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El nivel del mar o nivel medio del mar hace referencia a la altura promedio de la superficie del océano entre la marea alta y la marea baja. Los cambios en las mareas y también las condiciones de oleaje a lo largo del tiempo se promedian. De esta manera, se puede determinar un “nivel de agua en calma o estacionario”. 

Para un geodésico (los científicos que estudian la forma de la Tierra) es la altura local de la superficie media del mar global sobre una superficie nivelada. Esta última es conocida como ‘geoide’.

La medida del nivel medio del mar, se ha utilizado históricamente para determinar el cero altimétrico. En la actualidad adquiere mucha importancia para la evaluación y seguimiento del cambio climático.

Causas del cambio del nivel del mar

El nivel del mar puede cambiar, tanto en términos globales como locales (cambio del nivel del mar relativo), por efecto de los siguientes factores:

  • Cambios en el volumen del océano como resultado de un cambio en la masa del agua del océano
  • Cambios en el volumen del océano como resultado de cambios en la densidad del agua del océano
  • Cambios de conformación de las cuencas oceánicas y cambios en los campos gravitacionales y giratorios de la Tierra
  • Hundimiento o elevación del terreno a nivel local

La variación del nivel medio del mar global como resultado de la modificación de la masa del océano se denomina baristática. La variación baristática del nivel del mar debida a la adición o eliminación de una masa de agua se denomina nivel del mar equivalente (NME). 

Los cambios globales y locales del nivel del mar inducidos por variaciones de la densidad del agua se denominan estéricos. Las variaciones de densidad inducidas únicamente por cambios de la temperatura se denominan termostéricos. Mientras que las inducidas por modificaciones de la salinidad se denominan halostéricos

Las causas del cambio del nivel del mar inducidas por el cambio climático actual son las siguientes:

  • Dilatación térmica (expansión térmica del agua)
  • Deshielo de los glaciares y de los casquetes polares
  • Pérdida de hielo en Groenlandia y en la Antártida Occidental
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Cambio local del nivel del mar 

El cambio global promedio del nivel del mar brinda una buena medida de la variación total de calor y masa en el océano. Sin embargo, es muy difícil que, de forma local, se observe ese mismo valor promedio.

En algunos lugares, el nivel del mar está aumentando más que el promedio mundial. Mientras tanto, en otros sitios está cayendo y hay muchas causas para estas diferencias locales en el nivel del mar.

Hay cambios en los patrones de viento impulsores de las corrientes marinas. El patrón de calentamiento y enfriamiento de los océanos es desigual, lo que genera diferencias locales en el cambio de volumen. Otros efectos muy locales pueden ocasionar un cambio aparente del nivel del mar en dicho lugar. Algunos ejemplos de ello son los terremotos, la extracción de agua subterránea y el hundimiento de la tierra

Mediciones del nivel del mar

Se utilizan los mareógrafos. Son instrumentos que se usan para registrar y medir las oscilaciones del nivel del mar, las mareas. La forma de medición difiere dependiendo del tipo de mareógrafo utilizado: de flotador, de presión, acústicos y de radar.

Tipos de mareógrafos

Todos los mareógrafos miden  la distancia vertical entre un punto principal de referencia (TGBM) y la superficie instantánea del mar. La precisión en la medida de todos estos tipos de mareógrafos es alrededor de 1 cm. 

El mareógrafo mide continuamente la altura del nivel instantáneo del mar. Pero se necesita tener un punto fijo al que referenciar todas estas medidas, el llamado punto principal de referencia.

Cada mareógrafo dispone de un punto de contacto situado en el aparato. De este se conoce la situación respecto al origen del sistema instrumental de medida.

Para conocer el desnivel existente entre el punto de contacto y el punto principal de referencia se realiza una nivelación de alta precisión. Conociendo este desnivel y las medidas del mareógrafo, podremos obtener la altura del mar con respecto a este punto principal de referencia.

Mareógrafos de flotador

Se trata de un flotador que va montado dentro de un cilindro agujereado por el inferior. El agujero inferior permite la entrada de agua y que se llene el cilindro hasta el nivel actual del mar. 

Mediante el flotador se detecta este nivel y este es transmitido a un tambor que recoge la información continuamente. La idea de montar el flotador dentro de un tubo es simplemente para evitar el efecto directo que podrían tener las olas en el flotador. Y es que estas distorsionan las medidas. El de flotador es el mareógrafo clásico.

Mareógrafos de presión

Miden la presión submarina en un punto donde se conoce la densidad del agua y la aceleración de la gravedad.

Mareógrafos acústicos

Miden el tiempo en el que una señal acústica recorre la distancia vertical entre el emisor y la superficie del mar que la refleja. De esta forma obtenemos la altura instantánea del mar.

Mareógrafos de radar

Funciona de forma similar al anterior, pero utilizando frecuencias de radar. Estos son los más modernos.

nivel del mar
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La ayuda de los sistemas GPS y la altimetría

Los mareógrafos miden el nivel del mar con respecto a la tierra cercana. En algunos lugares, puede haber un movimiento vertical de la tierra localizado. Por ejemplo, el desplazamiento debido a terremotos o el hundimiento debido al bombeo de agua subterránea.

Cuando se estudian las tendencias regionales o globales del nivel del mar, es preferible eliminar estos efectos localizados. 

Las mediciones de GPS realizadas cerca del mareógrafo se utilizan para eliminar esta contribución terrestre a las observaciones del nivel del mar. Otra razón para eliminar las estimaciones del movimiento vertical de la tierra derivadas del GPS es poder comparar las observaciones del mareógrafo con la altimetría. 

La altimetría se diferencia de los mareógrafos en que mide el nivel del mar en un sistema definido globalmente, como las mediciones que se refieren al sistema del centro de masa de la Tierra. El satélite envía un pulso de microondas hacia la superficie del mar.

Ésta la refleja y es captada otra vez por el satélite. Al medir el tiempo en que la señal realiza este trayecto nos calcula la distancia entre el satélite y la superficie instantánea del mar. 

Los resultados del GPS se pueden usar para eliminar el movimiento terrestre de los registros del mareógrafo. El objetivo es colocar los resultados en el mismo sistema de referencia que los resultados de la altimetría.

Sin embargo, se debe tener en cuenta algo. Hay muchas circunstancias en las que no se debe eliminar el movimiento de la tierra de los registros del mareógrafo. Para la inundación de una ciudad, por ejemplo, el resultado es el mismo si el aumento del nivel del mar es causado por el aumento de la superficie del mar o por el hundimiento de la tierra.

Por lo tanto, la tasa de nivel del mar relevante se deriva de los registros de mareógrafos. Además, los cambios indicados por los registros de mareógrafos no dependen de un marco de referencia.

Por lo tanto, no están sujetos a posibles errores sistemáticos que puedan estar presentes en el Sistema Internacional de Referencia Terrestre.

nivel del mar
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Consecuencias del aumento del nivel del mar

Los efectos del aumento del nivel del mar ya se están notando y son muy numerosos. En primer lugar, el agua invade cada vez más las zonas costeras, provocando la erosión del terreno y amenazando campos de cultivo, viviendas, etc.

Además, que el nivel del mar siga aumentando provocará migraciones masivas. Muchas personas se verán obligadas a abandonar sus hogares y migrar a otras zonas, con el correspondiente problema demográfico. Esto es conocido como migración forzosa derivada del cambio climático.

La subida del nivel del mar también está asociada a la inundación de humedales y la contaminación de acuíferos. Esto afecta a la flora y fauna de cada lugar y provoca la pérdida de hábitat de innumerables especies. Además, las islas de menor altitud pueden desaparecer bajo los océanos, dando lugar a la desaparición de grandes extensiones territoriales.

Algunos estudios recientes, además de los informes del IPCC, apuntan a que en los últimos decenios, el nivel del mar ha subido cada vez más rápido. Una de las causas principales son las crecientes aportaciones de agua de los mantos de hielo de Groenlandia y la Antártida.

Sin olvidar otros factores contribuyentes, como el agua procedente del deshielo de los glaciares y la expansión térmica del agua debida al aumento de su temperatura.

El IPCC advierte que, de aquí a 2100, se podría llegar a registrar una elevación de entre aproximadamente 30 y 60 centímetros. Incluso aunque se logre una reducción drástica de las emisiones de gases de efecto invernadero y el calentamiento global se mantenga muy por debajo de 2 °C.

Sin embargo, si las emisiones siguen aumentando con fuerza, la subida del nivel de las aguas podría aún mayor. Del orden de 60 a 110 centímetros a finales de siglo. 

Los informes del IPCC apuntan a que, durante el siglo XX, esta subida ha estado marcada por una media de 15 centímetros. Pero el ritmo actual se ha más que duplicado a 3,6 mm anuales y no deja de acelerarse.

Además de la subida del nivel del mar, la pérdida de masa de las regiones polares aumenta la expansión de las aguas cálidas en los océanos. También en el Mediterráneo preocupa esta tendencia. Estudios llevados a cabo sobre los impactos del cambio climático en 2019 alertaron de algo muy preocupante.

Y es que, con un escenario RCP 8.5, la temperatura del agua en la cuenca mediterránea verá aumentada su temperatura 4ºC. El nivel del Mar Mediterráneo ya ha subido unos 16 centímetros desde que hay registros. Y, a finales de siglo, habrá aumentado al menos medio metro más.