Làm thế nào để đo mực nước biển?

Để đo sự tăng và giảm của mực nước trên đại dương, các nhà khoa học sử dụng nhiều công cụ, bao gồm các thiết bị đo thủy triều, được đặt trên khắp thế giới trong các bến cảng, đê chắn sóng và cầu cảng.

Theo HowStuffWorks, một khối băng trôi nổi khổng lồ đã tách khỏi một trong bốn thềm băng lớn nhất Nam cực và được đặt tên là Larsen C, nhưng các nhà khoa học đã không quan tâm quá mức đến trọng lượng của nó (khoảng 1,1 nghìn tỷ tấn) dù đây là khối băng trôi lớn nhất từng được ghi nhận.

Thay vào đó, họ lại hướng sự chú ý đến việc mực nước biển sẽ ngay lập tức tăng lên khi khối băng này tan chảy. Họ còn thấy một vấn đề lớn hơn trong tương lai, đó chính là sự tan rã toàn bộ thềm năng Larsen C. Nếu nó tan chảy ngay lập tức, các nhà khoa học ước tính mực nước biển sẽ dâng lên thêm nửa inch (1,2 cm).

Sự sụp đổ của Larsen C có lẽ sẽ diễn ra trong hàng thập kỷ tới nhưng những trường hợp như thế này chính là nguyên nhân khiến các nhà khoa học luôn chú ý đến việc mực nước biển dâng lên, đặc biệt trong những thập kỷ gần đây. Trong 100 năm qua, khí hậu Trái Đất ấm lên khoảng 1,8 độ Fahrenheit (1 độ Celsius). Kết quả là, nước tràn vào các tảng băng, các tảng băng và sông băng đã dần dần tan chảy, thêm nhiều nước vào đại dương của hành tinh. Ngoài ra, nhiệt độ cao còn gây ra hiện tượng giãn nở nhiệt. Tất cả những điều này đã làm cho mực nước biển trên thế giới tăng lên gần 0,07 inch (2 milimet) một năm.

Nhưng làm cách nào để đo được mực nước trên đại dương? Bạn không thể chỉ đứng trên bờ biển với một thước đo - mức dao động liên tục một phần là do sóng, thủy triều, quỹ đạo hành tinh và mặt trời. Chưa kể có những thung lũng, núi non và hẻm núi - dưới đại dương cũng như trên đất liền. Và nước ở các lưu vực sâu cũng thay đổi theo khí hậu. Phức tạp hơn nữa, một số khu vực duyên hải, như New Orleans, Louisiana, Venice, Italy đang chìm, trong khi những nơi khác như Alaska lại đang nổi lên.

 Tại Hoa Kỳ, công việc thuộc về Mạng lưới quan trắc mức nước quốc gia (NWLON), có 210 hệ thống quan sát thường trực trên khắp Hoa Kỳ và các vùng lãnh thổ của nó.

Trước kỷ nguyên máy tính, quá trình đo đạc này khá thô sơ. Các thiết bị đo thủy triều đã được đặt bên trong các nhà nổi trên mặt nước có chứa những thiết bị ghi dữ liệu. Những chiếc phao này nằm trong "một giếng cố định" – đó là một ống kim loại dài để làm giảm thiểu sóng – bên dưới nhà nổi và các đồng hồ đo ghi nhận sự thay đổi mực nước.

Ngày nay quá trình này tiên tiến hơn nhiều và sử dụng máy đo bằng thủy tinh. Không giống như các trạm đo thủy triều cũ, chỉ đơn giản sử dụng phao và máy ghi âm, hầu hết 210 trạm của NWLON đều sử dụng âm thanh và thiết bị điện tử đặt bên trong "ống âm thanh". Bộ cảm biến gửi một tín hiệu âm thanh xuống ống và đo thời gian cần để tín hiệu trở lại. Dữ liệu được thu thập sáu phút một lần và thời gian được mạng lưới Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) kiểm soát. Hệ thống máy tính tỏ ra chính xác hơn và nó còn tính được cả các yếu tố thủy triều, tốc độ gió, hướng gió, áp suất khí quyển, cùng với nhiệt độ không khí và nhiệt độ nước.

NWLON đang tiếp tục cải tiến cách đo mực nước biển. Các công cụ mới nhất của của họ sử dụng thiết bị vi sóng để đo khoảng cách từ một điểm cố định trên mặt nước đến bề mặt của nó. Cơ quan này đang trong quá trình cập nhật hầu hết các trạm quan trắc bằng các cảm biến vi sóng, tốt hơn các cảm biến âm thanh. Khoảng 40 trong số 210 trạm sử dụng công nghệ này. Các nhà khoa học cũng sử dụng nhiều vệ tinh quay quanh hành tinh để đo sự thay đổi mực nước biển, cũng như các lý do khiến chúng trở nên như vậy.