Tide gauge records-derived variations of Baltic Sea level in terms of geodynamics

• Autorzy: Kryński J. , Zanimonskiy Y. M.

Warianty tytułu

PL

Geodynamiczne aspekty zmian poziomu Morza Bałtyckiego określonych w oparciu o dane mareograficzne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Sea level monitoring at tide gauges plays an important role in geodesy, geodynamics research and oceanography. It provides data for referencing vertical datum, for modelling geoid in coastal regions, for determination of vertical land movements and for studying ocean dynamics. Investigation of Baltic Sea level variations is considered an important component of geodynamics research in Central and Northern Europe. The analysis of tide gauge records from Baltic sites was conducted in the framework of the project on a cm geoid in Poland. Those records showed strong common features that were further used for deriving the model of Baltic Sea level variations. High level of correlations of the model with individual site data proved its adequacy. Regional characteristics of the model were investigated using regression and correlation analysis. It was shown that the model represents very well both global and regional features of Baltic Sea level variations. The use of the model as reference to investigate local features of tide gauge records that reflect site-specific variations of sea level was also discussed. Spectral analysis of the model of Baltic Sea level variations indicates the existence of distinguished term of Chandler period besides two major terms of annual and semi-annual periods. The existence ot polar motion component in Baltic Sea level variations was investigated using correlation analysis. Also the land vertical movement derived from Baltic tide gauge data was determined and compared with literature data.

PL

Monitorowanie poziomu morza w oparciu o dane mareograficzne jest istotnym elementem badań geodezyjnych, geodynamicznych i oceanograficznych. Dostarcza ono informacji wykorzystywanych do określania poziomu odniesienia systemów wysokościowych, modelowania geoidy w obszarach nadmorskich, badania ruchów skorupy ziemskiej oraz badania dynamiki oceanów. Badanie zmian poziomu Morza Bałtyckiego stanowi ważny element studiów geodynamicznych na obszarze Centralnej i Północnej Europy. W ramach projektu badawczego, dotyczącego wyznaczenia centymetrowej geoidy na obszarze Polski, przeprowadzono analizę ciągów czasowych obserwacji mareografich ze stacji w basenie Morza Bałtyckiego. W oparciu o wspólne cechy zaobserwowane w ciągach czasowych z różnych stacji mareograficznych opracowany został model zmienności poziomu Morza Bałtyckiego. 0 poprawności opracowanego modelu świadczy wysoki stopień jego skorelowania z danymi mareograficznymi z poszczególnych stacji. Regionalne charakterystyki modelu badano przy użyciu metod regresji i analizy korelacyjnej. Pokazano, że model odzwierciedla zarówno globalne jak i lokalne cechy zmienności poziomu Morza Bałtyckiego. Dyskutowane były rownież możliwości użycia opracowanego modelu jako odniesienia do badania w mareograficznych ciągach czasowych lokalnych cech, które odzwierciedlają specyficzne dla konkretnej stacji zmiany poziomu morza. Z analizy spektralnej modelu zmienności poziomu Morza Bałtyckiego wynika, iż w zmiennościach tych, obok zasadniczych wyrazów okresowych o okresach rocznym i półrocznym, występuje wyraźny wyraz o okresie Chandlera. Obecność w zmienności poziomu Morza Bałtyckiego składowej charakterystycznej dla nutacji swobodnej była badana przy użyciu analizy korelacyjnej. Na podstawie danych mareograficznych ze stacji z basenu Morza Bałtyckiego wyznaczono rownież parametry pionowego ruchu kontynentalnego, które są zgodne z odpowiednimi parametrami dostępnymi w literaturze.

Słowa kluczowe

EN

sea level; tide gauge; land uplift; geodynamics; polar motion

PL

mareografia; oceanografia; geodynamika

• Wydawca: Komitet Geodezji PAN
• Czasopismo: Geodezja i Kartografia
• Rocznik: 2004
• Tom: T. 53, z. 2
• Strony: 85--98
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kryński J.

• Institute of Geodesy and Cartography Warsaw

autor

Zanimonskiy Y. M.

• Institute of Geodesy and Cartography Warsaw

Bibliografia

• [1] Anderson T.W., (1971): The Statistical Analysis of Time Series, New York, Wiley, 1971.
• [2] Bogdanov V.I., Medvedev M.Yu., Taybatorov K.A., (1994): On the persistence of the oceanic background of apparent sea level changes in the Baltic Sea, Reports of the Finnish Geodetic Institute 94:5.
• [3] Dickey J.O., (2000): Time Variable Gravity: an Emerging Frontier on Interdisciplinary Geodesy, Gravity, Geoid and Geodynamics 2000, M.G. Sideris (ed), GGG2000IAG International Symposium, Banff, Alberta, Canada, July 31 - August 4, 2000, Springer, IAG Symposia, Vol. 123, pp. 1-5.
• [4] Ekman M., (1996): A Common Pattern for Interannual and Periodical Sea Level Variations in the Baltic Sea and Adjacent Waters, Geoph., Vol. 32(3), 1996, pp. 261-272.
• [5] Ekman M., (2002): Reconstruction of missing monthly and annual mean sea levels in the oldest part of the Stockholm sea level series, Proceedings of the 14,h General Meeting of the Nordic Geodetic Commission, Espoo, Finland, 1-5 October 2002, pp. 105-106.
• [6] Jevrejeva S., Rlidja A., Mäkinen J., (2000): Postglacial Rebound in Fennoscandia: New Results from Estonian Tide Gauges, M.G. Sideris (ed), GGG2000 IAG International Symposium, Banff, Alberta, Canada, July 31 - August 4, 2000, Springer, IAG Symposia, Vol. 123, pp. 193-198.
• [7] Johansson M., Boman H., Kahma K.K., Launiainen J., (2001): Trends in sea level variability in the Baltic Sea, Boreal Env. Res., 6, pp. 159-179.
• [8] Kryński J., (2002): Satellite mission CHAMP - first results and perspectives (in Polish), Proceedings of the Institute of Geodesy and Cartography, Warsaw, T XLIX, z. 105, pp. 7-47.
• [9] Kryński J., Zanimonskiy Y., (2003): Analiza zmienności w ciągach rozwiązań GPS i ciągach obserwacji grawimetrycznych, Monographie series of the Institute of Geodesy and Cartography, Nr 8, Warsaw 2003, (111 pp).
• [10] Kryński J., Zanimonskiy Y., Lyszkowicz A., (2004): Common Features of the Sea Level Records from Baltic Tide Gauges, Symposium of the IAG Subcommission for Europe (EUREF) held in Bratislava, Slovak Republic, 2-5 June 2004, EUREF Publication, Mitteilungen des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie, Frankfurt am Main (in print).
• [11] Makinen J., (2000): Geodynamical studies using gravimetry and leveling, Academic Dissertation, Yliopistopaino, Helsinki, (82 pp), summary http/ethesis.helsinki.fi, 18 p.
• [12] Makinen J., Poutanen M., Koivula H., Ollikainen M., Ruotsalainen H., Virtanen H., (2001): National Report for Finland, Nordic Geodetic Commission Joint Meeting of Working Group for Geodynamics, Working Group for Satellite Geodesy and Working group for Geoid Determination, Honefoss, 8-10 October 2001.
• [13] Ollikainen M., Riidja A., Jiirgenson A.H., Makinen J., (2003): Height connection over the Gulf of Finland using oceanographic levelling, and GPVgeoid ties, Report on the Symposium of the IAG Subcommission for Europe (EUREF) in Toledo, Spain, 4-7 June 2003 (in print).
• [14] van Onselen K.I., (2000): The influence of data quality on the detectability of sea-level height variations, NCG Publications on Geodesy 49, Delft, December 2000.
• [15] Poutanen M., Kakkuri J., (2000): The sea surface of the Baltic - a result from the Baltic Sea Level Project (IAG SSC 8.1), Geodesy Beyond 2000 - The Challenge of the First Decade, (ed) K.P. Schwarz, IAG General Assembly, Birmingham, 19-30 July 1999, IAG Symposia, Vol. 121, Springer, pp. 289-294.
• [16] Scherneck H.-G., Johansson J.M., Haas R., (1998): BIFROST project: Studies of Variations of Absolute Sea Level in Conjunction with the Postglacial Rebound of Fennoscandia, in: R. Rummel, H. Drewes, W. Bosch, and H. Homik (eds.): IAG Section II Symposium: Towards an Integrated Global Geodetic Observing System (IGGOS), Munich, Germany, 5-9 October 1998. Springer Scries of IAG Symposia, Vol. 120, pp. 253-260.
• [17] Vermeer M., Kakkuri J., Malkki P., Boman H., Kahma K.K., Lepparanta M., (1988): Land uplift and sea level variability spectrum using fully measured monthly means of tide gauge readings, Finnish Marine Rcscarch 256, pp. 3-75.
• [18] Virtanen H., Makinen J., (2002): Air pressure and Baltic sea loading corrections to gravity data at Metsahovi, Proceedings of the 14,h General Meeting of the Nordic Geodetic Commission, Espoo, Finland, 1-5 October 2002, pp. 148-153.
• [19] Wisniewski B., (1978): Seasonal and inter-annual oscillations of the Baltic Sea level, (in Polish), Wyż. Szk. Pedag., Szczecin, (91 pp).
• [20] Woodworth P.L., (1997): The need for GPS to Provide Information on Vertical Land Movements at Tide Gauges with Long Records, R. Neilan, P.A. Van Scoy, and P.L. Woodworth (eds.), Proceedings of the Workshop on methods for monitoring sea level: GPS and tide gauge benchmark monitoring, GPS altimeter calibration, IGS and PSMSL Workshop, JPL, Pasadena, CA, 17-18 March 1997.
• [21] Wróblewski A., (2001): Lunar nodal tide in the Baltic Sea, Oceanologia, 43 (1), 2001, pp. 99-112.