Nadmorska višina (elevacija): definicija, meritve in vplivi

Nadmorska višina pomeni višino nad tlemi ali nad morsko gladino. Pogoste uporabe so letalstvo (letenje, padalstvo, jadralno padalstvo) in geografija/merjenje. V geometriji se uporablja tudi kot višina predmeta. Na splošno je nadmorska višina razdalja, na kateri je ena stvar nad drugo stvarjo. To je v navpični smeri ali v smeri "navzgor". Za višino tal (na primer za hribe in gore) se uporablja tudi beseda elevacija, ki je morda boljša izbira. (Alpinisti običajno uporabljajo besedo nadmorska višina, zlasti ko govorijo o tem, kako ta vpliva na telo). Za stavbe in druge stvari na tleh običajno uporabljamo besedo višina.

Meritve navpične razdalje v smeri "navzdol" se običajno imenujejo globina.

Kaj pomeni v praksi

Nadmorska višina pove, kako visoko je točka nad izbrano referenčno ravnino. Najpogosteje uporabljena referenca je morska gladina, običajno izražena kot povprečna morska gladina (angleško mean sea level, MSL). Vendar MSL ni enotna črta po vsem svetu — nanjo vplivajo valovi, plime, tokovi in lokalne geografske razlike — zato se pri natančnih meritvah uporabljajo matematični modeli geoidov in elipsoidov.

Metode merjenja

Barometrično (tlakomerni) merjenje: meri višino glede na atmosferski tlak. Uporabno v letalstvu in pohodništvu (npr. planinski barometri), vendar je občutljivo na vremenske spremembe.
GNSS/GPS: satelitske meritve določijo položaj glede na referenčni elipsoid. Zaradi razlike med elipsoidom in geoidom je za pridobitev nadmorske višine nad MSL pogosto potrebna dodatna korekcija.
Geodetsko niveliranje: klasična in zelo natančna metoda z verigami nivojev in referenčnimi točkami. Uporablja se pri gradbeništvu in tvorbi višinskih mrež.
Radar in LiDAR: daljinske metode, ki z zelo natančnimi meritvami razdalje od zračnega ali satelitskega nosilca ustvarjajo digitalne modele terena (DEM).
Topografske karte in višinske konture: uporabljene za načrtovanje in orientacijo; temelje na predhodnih geodetskih meritvah.
Fotogrametrija: meritve iz fotografij (z letal ali dronov) za izdelavo 3D modelov terena.

Referenčne ravni in datumi

Ker se morska gladina in površje Zemlje razlikujeta, strokovnjaki uporabljajo različne vertikalne datume (referenčne ravni). Pogosti pojmi so:

Geoid — približek površine enakih gravitacijskih potencialov gladke oceanske površine; pogosto uporabljen za MSL-prilagojene višine.
Elipsoid — matematični model oblike Zemlje, uporaben pri GNSS sistemih.
Specifični nacionalni vertikalni datumi (npr. NAVD88 v ZDA) — uporabljeni pri lokalnem merjenju in kartografiji.

Vplivi nadmorske višine

Atmosferski tlak in gostota zraka: z višino tlak in gostota zraka upadata — to vpliva na delovanje motorjev, dvigovne sposobnosti letal in porabo kisika pri ljudeh.
Temperatura in podnebje: z višino običajno temperatura pada. Povprečna navpična temperaturna sprememba (lapse rate) je približno 6–6,5 °C na kilometer v troposferi, kar vpliva na vegetacijske pasove in snežne razmere.
Biologiija in ekosistemi: rastline in živali so prilagojene določenim višinam; na visokih nadmorskih višinah najdemo alpske in subalpske ekosisteme, nižje pa gozdove in travišča.
Zdravje ljudi: na večjih nadmorskih višinah se pojavljata slabost zaradi pomanjkanja kisika in višinska bolezen (akutna gora bolezen). Akklimatizacija je ključna pri planinarjenju in alpinizmu.
Šport in fizična zmogljivost: aerobna zmogljivost je znižana na višjih višinah zaradi manjše razpoložljivosti kisika; hkrati trening na višini lahko poveča prireditev rdečih krvničk.
Gradbeništvo in inženiring: nadmorska višina vpliva na zasnovo, odvodnjavanje, zmrzalne lastnosti tal in dostopnost objektov.
Hidrologija: nadmorska višina določa vodne razmere, izvor rek in toka, ter vpliva na razporeditev povodij.

Razlike med izrazi

V pogovornem jeziku se besedi "nadmorska višina" in "elevacija" pogosto uporabljata izmenično, vendar se v strokovnih kontekstih razlikuje:

Altitude — pogosto uporablja v letalstvu za razdaljo nad določeno referenco (npr. nad tlemi ali nad tlom letališča).
Elevation — pogosteje uporablja za višino zemeljskega površja nad MSL.
Height — lahko pomeni višino objekta (stavbe, stolpa) nad tlemi.
Depth (globina) — nasprotje nadmorske višine; meri se navzdol (npr. globina oceana, jame).

Praktični nasveti

Pri uporabi barometrov upoštevajte, da spreminjajoče se vreme vpliva na točnost; redno kalibrirajte glede na znano referenčno višino.
Za natančne geodetske postopke kombinirajte GNSS meritve z lokalnim geoidnim modelom ali niveliranjem.
Pri načrtovanju izletov v gore načrtujte aklimatizacijo in upoštevajte vpliv nadmorske višine na zdravje in opremo.

Nadmorska višina je zato temeljni element pri kartografiji, geografiji, inženirstvu, letalstvu in pri razumevanju vplivov okolja na živa bitja in infrastrukturo.

Višina v letalstvu in vesoljskih poletih

V letalstvu lahko višino izmerimo in prikažemo na več različnih načinov. Višina se meri od povprečne morske gladine (imenovane tudi srednja morska gladina ali MSL) ali od tal (imenovana tudi nadmorska višina ali AGL).

Letala lahko svojo višino določijo s pomočjo zračnega tlaka. Zrak je tem redkejši, čim višje je (in ima manjši tlak, ker nanj od zgoraj pritiska manj zraka). Ta tlak lahko izmerimo in ga pretvorimo v višino nad morsko gladino. Instrument za merjenje nadmorske višine je višinomer (iz altitude in meter). Običajni višinomer je vrsta barometra s številčnico, ki namesto atmosferskega tlaka kaže razdaljo (stopinje ali metre).

Obstaja več vrst letalskih višin.

Enostavno lahko te vrste nadmorske višine razložimo kot načine merjenja nadmorske višine:

Indicirana nadmorska višina -- tisto, kar višinomer kaže za višino nad morsko gladino. Običajno je precej dobra, vendar jo je včasih mogoče nekoliko zmotiti, saj jo je treba prilagoditi, da uporablja lokalni barometrski tlak.
Prava nadmorska višina -- Nadmorska višina kot razdalja nad morsko gladino.
Absolutna nadmorska višina -- nadmorska višina kot razdalja nad terenom (tlemi) neposredno pod njim (nad nivojem tal).
Višina -- Nadmorska višina v smislu razdalje nad neko točko. Lahko jo imenujemo tudi nadmorska višina terena. To višino merijo radijski višinomeri.
Tlačna nadmorska višina -- nadmorska višina, izmerjena s pomočjo zračnega tlaka. Zračni tlak na morski gladini je običajno 1013,25 milibarjev ali 29,92" Hg, če je temperatura zraka 15 °C. Tlačna nadmorska višina in prikazana nadmorska višina sta enaki, če je višinomer nastavljen tako, da uporablja to standardno raven.
Gostota nadmorske višine -- nadmorska višina, izmerjena na podlagi gostote zraka. Ta je odvisna od atmosferskih pogojev (predvsem toplote in vlage). Na voljo je mednarodna standardna tabela atmosfere, ki gostoto pretvarja v nadmorsko višino.

Gostota zraka prav tako vpliva na delovanje letala. Na višino gostote vplivajo barometrski tlak, vlažnost in temperatura. Na zelo vroč dan je lahko gostota zraka na letališču (zlasti na letališču na visoki nadmorski višini) tako visoka, da letalo ne more vzleteti. To najpogosteje prizadene helikopterje ali letala, ki prevažajo veliko količino tovora.

Primerjava navpične razdalje

Dežele v ozračju

Zemljino ozračje je glede na nadmorsko višino razdeljeno na več območij. Regije imajo različne temperature in vetrove ter se razlikujejo po tem, katere stvari so v njih. Regije so:

Troposfera - površina do 8.000 metrov na severnem in južnem polu - 18.000 metrov na ekvatorju.
Stratosfera - troposfera do 50 kilometrov (31 milj)
Mezosfera - Stratosfera do 85 kilometrov
Termosfera - Mezosfera do 675 kilometrov
Eksosfera - termosfera do 10.000 kilometrov

Velika nadmorska višina in nizek zračni tlak

Območja na površju Zemlje ali v njenem ozračju, ki so visoko nad srednjo morsko gladino, se imenujejo visokogorja. Za visokogorje se pogosto uporablja nadmorska višina 2400 metrov nad morjem.

Na visoki nadmorski višini je atmosferski tlak nižji kot na morski gladini. To je posledica dveh učinkov. To sta gravitacija in toplota v zraku. Zaradi gravitacije je zrak čim bližje tlom. Zaradi količine toplote v zraku se molekule hitro premikajo in pritiskajo druga na drugo. Zaradi tega se zrak širi. Večina zraka je torej v nižjih plasteh ozračja, bližje morski gladini, in ves zrak, ki pritiska drug na drugega, se imenuje zračni tlak. Zato je zračni tlak tem manjši, čim višje se nahajate.

Ko se zrak zaradi toplote razširi, se dvigne na mesto, kjer je zračni tlak manjši. Ko se dvigne, se lahko razširi in se začne ohlajati. Zato je zrak na visoki nadmorski višini hladen. To povzroča visokogorsko podnebje. To podnebje vpliva na ekologijo na visoki nadmorski višini.

Učinki velike nadmorske višine na ljudi

Višine nad 1.500 metri začnejo vplivati na ljudi. Ljudje ne morejo živeti na zelo visokih nadmorskih višinah nad 5.500-6.000 metri (18.000-19.700 čevljev). Atmosferski tlak se na visokih nadmorskih višinah zmanjša. To vpliva na ljudi, ker je manj kisika za dihanje. To lahko povzroči bolezni, kot so višinska bolezen, višinski pljučni edem (tekočina v pljučih) in višinski možganski edem (tekočina v možganih, ki povzroča glavobol in zmedenost).

Človeško telo se lahko spopade z visoko nadmorsko višino tako, da hitreje diha, ima višji srčni utrip in spremeni kri, tako da ima več rdečih krvničk, ki lahko prenašajo kisik. To lahko traja več dni ali tednov. To velja za ljudi, ki živijo v visokogorju, in alpiniste. Pri alpinistih se to imenuje aklimatizacija. Piloti in drugi ljudje, ki se hitro odpravijo na visoke nadmorske višine, morajo biti v skafandru, obleki pod pritiskom ali v letalu pod pritiskom, tako da je zrak še vedno enak kot na tleh. Nad 8 000 metri (26 000 čevljev) človeško telo ne more izvesti potrebnih sprememb in sčasoma umre. Več najvišjih gora na svetu je tako visoko, plezalci običajno s seboj vzamejo rezervoarje s kisikom in na najvišjih ravneh ostanejo le nekaj ur.

Med prebivalci višjih nadmorskih višin je pogostejši samomor. Razlog za to še ni znan.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je nadmorska višina?

O: Nadmorska višina je višina nad tlemi ali nad morsko gladino.

V: Katere so pogoste uporabe nadmorske višine?

O: Nekatere pogoste uporabe nadmorske višine vključujejo letalstvo (letenje, padalstvo, jadralno padalstvo) in geografijo/geodezijo.

V: Kako se nadmorska višina uporablja v geometriji?

O: V geometriji se nadmorska višina uporablja kot višina predmeta.

V: Kakšna je splošna opredelitev višine?

O: Na splošno je višina razdalja, ki jo ima ena stvar nad drugo stvarjo v navpični smeri ali "navzgor".

V: Kateri izraz se običajno uporablja za višino tal?

O: Za višino tal se uporablja tudi beseda nadmorska višina, ki je morda boljša izbira.

V: Kateri izraz običajno uporabljajo alpinisti?

O: Alpinisti običajno uporabljajo besedo nadmorska višina, zlasti ko govorijo o tem, kako vpliva na telo.

V: Kateri izraz se običajno uporablja za merjenje navpične razdalje v smeri "navzdol"?

O: Meritve navpične razdalje v smeri "navzdol" se običajno imenujejo globina.