¿Qué es el nivel del mar?
El término 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 y así 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, 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
Cambio local del nivel del mar
Si bien el cambio global promedio del nivel del mar brinda una buena medida de la variación total de calor y masa en el océano, 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 que en otros 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 como los terremotos, la extracción de agua subterránea y el hundimiento de la tierra pueden ocasionar un cambio aparente del nivel del mar en dicho lugar.
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, del que 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, que distorsionan las medidas. Este 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.
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, como 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 y colocar los resultados en el mismo sistema de referencia que los resultados de la altimetría.
Sin embargo, se debe tener en cuenta que 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 y, por lo tanto, no están sujetos a posibles errores sistemáticos que puedan estar presentes en el Sistema Internacional de Referencia Terrestre.
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, afectando a la flora y fauna de cada lugar y provocando 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 a causa de 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 ser 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 que con un escenario RCP 8.5, la temperatura del agua en la cuenca mediterránea verá aumentada su temperatura 4 grados. 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.