In jeodezi , aynı zamanda bir noktanın mesafesini ifade jeoidin . Rakımı hesaplamanın birkaç yolu vardır: ortometrik , dinamik yükseklik (inç) , jeopotansiyel yükseklik (inç) ve normal irtifalar (inç) .
Rakım genellikle yükseklik (in) ve yükseklik ile karıştırılır . Yükseklik, deniz seviyesi ile kara seviyesi (in) arasındaki mesafedir . Yükseklik, bir nokta ile onun elipsoid üzerindeki izdüşümü arasındaki geometrik uzaklıktır .
Farklı yerler, çeşitli dolaylı yollarla ( jeodezi , üçgenleme ) hesaplanan düz bir yüzey kullanılarak bir irtifa ile ilişkilendirilir . Rakım ayrıca meteoroloji , fizik , biyoloji gibi çeşitli alanlarda sayısal hesaplama için yararlı olan dışsal bir veridir .
Rakım terimi çok anlamlıdır ve tarihi nedeniyle çok sayıda kavramla ilişkilidir. Sözcük aslında Öklid uzayında iki yüzey elemanı (nokta, çizgi, düzlem) arasındaki yükseklik ve yükseklik, çeşitli anlamlarda büyüklük ve deniz derinliği ile mesafeyi belirtir .
Matematiğin evrimi, bazen Öklid uzayından (2B) Kartezyen uzaya (3B) geçerek ve Öklid uzayının yeni özelliklerinden yararlanarak irtifa hesaplama yaklaşımına yansımıştır .
Belirli fiziksel alanlar irtifaya göre değişir: atmosferik basınçta azalma , sıcaklık ve termohigrometrik torkta değişiklik , özellikle güneş radyasyonu . Organizmaların bu yeni koşullara özel tepkileri, özellikle bitkilerde , ayrıca hayvanlarda veya mantarlarda ve likenlerde de görülebilir .
Rakımın etkilerinden ziyade rakıma bağlı varyasyonlardan bahsetmek uygun olacaktır, çünkü irtifa ham bir veridir ve kendi başına hiçbir sonucu yoktur. İki tür etkiyi ayırt etmeliyiz:
İlk etkiler muhteşemdir ve dağcılar tarafından iyi bilinir ; ikincisi daha sağduyuludur ve hem insanları hem de ekosistemi etkiler . Özellikle, yüksek rakımlı topraklar genellikle daha fakir, daha asidik, daha az kalındır ( yararlı toprak rezervinde ve doyma oranında azalma , bu da ormanların azalması olgusunu şiddetlendirebilir ).
Barometrik tesviye formülüne göre irtifa ile katlanarak azalır . Deniz seviyesinde 1 atm ( yani 760 mmHg , 1.013.25 mb veya 101.325 Pa ), 1.000 m'de sadece 89.859 Pa ( 674 mmHg ), 4.800 m 55.462 Pa ( 416 mmHg ) ve 8.848 m 31.464 Pa ( 236 mmHg ).yerçekimi yoğunluğu
Bu, bulunduğunuz gezegene ve rakıma göre değişir. Merkezden uzaklığın karesi ile ters orantılıdır. Yeryüzü değeri 9,814 olan a s -2 deniz seviyesinde, 9.811 m s ' -2 1000'de m ve 9,802 m s' -2 4000 de m .
Bu yerçekiminin gerçek çekiciliğidir. Yersel referanstaki (dolayısıyla Coriolis ivmesine tabi olmayan) sabit bir cisim için görünür yerçekimi öncekinden eksi merkezkaç ivmesine eşittir ω 2 r burada ω Dünyanın dönme hızıdır ( günde 360 derece) ve r kutupların eksenine olan mesafe. Bu merkezkaç ivmesi kutuplarda sıfırdır ve ekvatorda yaklaşık olarak 0.034 m s -2'ye eşittir ; görünür yerçekimi bu nedenle sadece yaklaşık 9.780'dir.
Yüksekliğin fizyolojik etkilerini incelerken üç alan dikkate alınır:
İstirahatte, kısa vadede , juguler damardaki kimyasal reseptörlerin aktivasyonuna yanıt olarak hiperventilasyon (artan ventilasyon) gözlenir .
Diürez (hacim bir kısmını seçici olarak çıkarma plazma ) oranını arttırma eğilimindedir eritrositlerin içinde kan . 4000 m yüksekliğe ani maruz kalma , bu sıvıda 4 hafta boyunca devam eden bir azalma olan %15'lik bir azalma ile sonuçlanır. Beyin omurilik sıvısından kaynaklanan solunumsal asidoz, hiperventilasyonun etkisini bloke eder. Vücuttaki toplam su hacmi, sıvı tüketiminin azalması ve üriner atılım hacminin korunması nedeniyle %10 oranında azalır. Sodyum ve magnezyum iyonlarının konsantrasyonlarında da değişiklikler vardır.Uzun vadeli yanıtlar (birkaç hafta)
(Yaklaşık üç hafta) uzun vadede, sayısında önemli bir artış vardır , kırmızı kan hücreleri ( hematokrit artmış oksijen taşınmasını sağlar) kan . Bu, irtifa hipoksisine maruz kalmanın ilk günlerinde EPO'daki bir zirvenin sonucudur . Kandaki karbonat iyonlarının konsantrasyonunda da bir artış vardır . Maksimal oksijen alımı (VO adlandırılan 2 max) yüksekliği azalır. Böylece, deniz seviyesinde insan, imkanlarının %100'üne sahipken , 4.809 m'de ( Mont Blanc zirvesi ), 8.848 m'de (Everest'in zirvesi) sadece %70'ine ve sadece %20'sine sahip olabilir .
" Kırmızı kan hücrelerinin miktarındaki artış " etkisi, özellikle bazı sporcular tarafından aranır, irtifalarda, bazen 3.000 m'den fazla eğitim kurslarının düzenlenmesinin ana nedenidir . Bununla birlikte, bu polisitemi bazı durumlarda aşırı kırmızı kan hücrelerine yol açabilir ve kan pıhtılarının oluşumu daha sonra damarları tıkayabilir ve ölüme yol açabilen derin ven trombozuna (flebit) neden olabilir. Yüksek rakımda (And Dağları) yaşayan belirli popülasyonların kanındaki kırmızı kan hücrelerinin ( hematokrit ) konsantrasyonu doğal olarak daha yüksektir.İnsanlar ne kadar yüksek yaşayabilir?
Soğuk, su ve yiyecek eksikliği, hatta oksijen, daha yüksek ultraviyole ışınları, insan metabolizması üzerindeki etkiler ve bazen daha tehlikeli bir ortam, irtifada yaşamı zorlaştırır.
And Bolivya'daki Potosi halkı yaklaşık 4.040 m uzaklıkta yaşıyor . Vücutları bu koşullara uyum sağlamıştır: kanları, organlara oksijen taşıyan kırmızı kan hücrelerinden daha zengindir. Öte yandan, ziyaretçiler için rakım sorun teşkil ediyor. Hava ve oksijen basıncı azaldıkça, kardiyo-solunum hızlanmasına rağmen fiziksel kapasiteleri %30-40 oranında azalır. Uyum sağlamak yaklaşık iki hafta sürer. Bu arada, ziyaretçi akut dağ hastalığından muzdarip olabilir : baş ağrısı, mide bulantısı, ödem vb.
Yüksek irtifa ortamları (> 2500 m ), iklimsel ve ekolojik kısıtlamaların bu ortamları ağırlaştırması nedeniyle, tarih öncesi insan için uygun olmayan yaşam alanları olarak uzun süredir kabul edilmektedir. Bununla birlikte, arkeolojik kazılar birkaç istisna olduğunu göstermiştir: Etiyopya yaylalarında gerçekleştirilen kazılar, atalarımızdan bazılarının epizodik bir varlığını ortaya çıkarmıştır, özellikle Gadeb'de (2400 m ) 0.7 milyon yıl önce sırasıyla 1.5 ve Melka Kunture (2400 m ) yaklaşık 1,5 milyon yıl önce (tam Taş Devri'nde ). Bu insanlar muhtemelen Büyük Yarık Vadisi'nden geldiler .
Arkeologlar içindeki izleri bulunan Tibet ve Andes dahil Pleyistosen'de (var sırasında fazla 11 700 yıl önce olan son buz yaş ), örneğin kaya barınak Fincha Habera 3469 de m Etiyopya 31.000 arasında Balya dağlarında yükseklik için 47.000 yıl önce, diğer şeylerin yanı sıra dev sıçan Tachyoryctes macrocephalus'un yendiği yer .
Tibet'te çok yüksek iki yer, arkeologları ve tarihöncesini merak ediyor: 4.600 m yükseklikteki Nywa Devu ve 3.280 m yükseklikteki Baishiya Karst mağarası, 30.000 ila 40.000 yıl önce en azından geçici olarak işgal edilmiş gibi görünüyor.
Prehistorik insan eserler 3000 üzerinde bulunmuştur m elin olmuş görünen dahil eksenleri Acheuléen tarzını yakın hala (500 000 000 200 yıl günümüze öncesi) kesin olmayan şekilde tarihli Caldera arasında Dendi Etiyopya.patolojiler
Çok yüksek bir irtifada kalmak, doğrudan oksijen eksikliği ile ilgili rahatsızlıklara neden olabilir. Kısa vadede, akut dağ hastalığı , baş ağrılarından pulmoner ödem veya beyin ödemi gibi yaşamı tehdit eden durumlara kadar çeşitli doğa ve çeşitli şiddette semptomlarla karakterizedir . Bu ödemler, idrar çıkışındaki değişikliklerin neden olduğu su tutulması ile ilgilidir.
Araştırmalar, bebeklerin belirli patolojiler için irtifaya karşı belirli bir duyarlılığı olduğunu ve etnik kökenlerine göre değiştiğini gösteriyor. Bu nedenle, bebek ölümü ve ani bebek ölümü sendromu riski, yükseklikte ikamet ile artar: 2000 m'nin önemli ölçüde üzerinde , örneğin Amerika Birleşik Devletleri veya Arjantin'de, bebek yukarıda yaşayan bir anneden doğduğunda ani ölüm riski 2 ila 3 kat daha fazladır. 2.400 m yükseklik , muhtemelen artan ' hipoksi ' riskinden dolayı Colorado'da 2007-2012 yılları arasında doğan 393.216 bebekten oluşan bir popülasyona dayalı başka bir araştırmaya göre . Tersine, yenidoğanda solunum sıkıntısından ölüm riski azalırken, travmatik olmayan kafa içi kanama durumunda (etnik kökene göre değişkenlik göstererek, ortalama doğum ağırlığı, gestasyonel yaş ve gelir eşitsizliğine göre düzeltme yapıldıktan sonra) artar. . 2018'de RS Levine'e göre “Bu tanımlayıcı veriler tarafından oluşturulan hipotezleri doğrulamak veya çürütmek için analitik epidemiyolojik araştırmalara ihtiyaç var” .
İrtifa kürleri - klimatoterapi - özellikle alerjenik astım durumunda, belirli astım ataklarını geçici olarak rahatlatmak için bugün hala tavsiye edilmektedir. Tüberküloz ile ilgili görüşler bölünmüştür; Ancak 2008'de bir Türk araştırması rakım ile tüberküloz arasında negatif bir ilişki buldu: rakımın tüberküloz insidansı üzerindeki etkisi "kısmen oksijendeki kısmi basıncın değerinden, çünkü oksijendeki yüksek basınçlar, oksijendeki yüksek basınçlar için gerekliydi". Mycobacterium tuberculosis'in yayılması. “ Boğmaca ile ilgili olarak, sadece irtifada kalmayı değil - az belgelenmiş, aynı zamanda“ boğmaca uçuşlarını ”(veya hipobarik bir odada simülasyonlarını) tavsiye edebildik.
Tersine, orak hücre hastalığı olan kişiler yüksek irtifalardan kaçınmalıdır.
Hesaplama yükseklikte her zaman bir dikey fark, bir ölçüm miktarları farkı , bir başlangıç seviyesi olan ve yükseklik bu seviyesi ile ilgili olarak bulmak istiyoruz noktası arasında, oldukça sınırlıdır. Ölçü birimidir kullanılır metre dışında, ABD'de ve havacılık ayak halen kullanılmaktadır.
Coğrafya ulusal enstitüsü (genellikle askeri kökenli) yanı Belçika ve Fransa'da olduğu sahip ülkelerde, tarafından gerçekleştirildi sörveyörlerin için genel levelings altimetrik yolları ile. Bu seviyelerin genel hassasiyeti bir santimetre mertebesindedir. İki komşu işaret arasındaki göreli kesinlik milimetredir.
İlerlemenin teknik olarak imkansız olduğu bölgelerde (dağlık bölgeler veya kaotik kabartmalı ), rakımlar daha önce karasal yerçekimine göre belirlenirdi, ancak bu yöntemin uygulanması nispeten zordur ve dağ kütlelerinin neden olduğu yerçekimi değişimleri veya buna bağlı olarak çok kesin değildir. atmosfer basıncının değişimi (esas olarak geçen yüzyılda dağcılar tarafından dağ zirvelerinin irtifalarını belirlemek için kullanılan yöntem).
Havacılığın gelişmesiyle birlikte fotogrametri ve ortofoto çiftlerine dayalı yeni yöntemler ortaya çıkmıştır . Bu yöntemler, sahada ölçüm yapmadan dolaylı olarak birkaç metre hassasiyetle irtifa belirlemeyi mümkün kılmaktadır.
Kullanılan referans seviyesinin ve dolayısıyla yüksekliğin tek ve evrensel bir tanımı yoktur. Bir irtifa tanımının geçerliliği ve uygunluğu, bu nedenle, dikkate alınan uygulama alanına bağlıdır. Tamamen geometrik tanımlar (elipsoidal yükseklik gibi) mekansal uygulamalarla ilgili olabilir, ancak zeminde bir site planlamak için kullanılamaz veya çok pratik olmadığı kanıtlanmıştır. Tanımlar yerel olarak geçerli olabilir ancak küresel olarak tutarsız olabilir.
Deniz seviyesini, yüzeyinin eşitlenmesi zor olan referans seviyesi olarak kabul etmek gelenekseldi: Ay ve Güneş gibi astronomik unsurlara göre hareket eden bir yüzeydir ( gelgit fenomeni ), eş potansiyel bir yüzey değildir. (diğer şeylerin yanı sıra akıntılara ve tuzluluktaki değişime bağlı olarak), bu nedenle karasal jeoide asimile edilemez ve her durumda karasal olarak verilen bir yerden dikey olarak mevcut değildir.
Ortalama deniz seviyesi ile belirli bir yer arasında, dh seviyesindeki farkı her seferinde ölçerek yürümekten ibaret olan eski yöntem, matematiksel olarak problemlidir, çünkü sonuç izlenen yola bağlıdır, başka bir deyişle ∫ dh tam bir integral değildir. . Öte yandan, bir noktadan diğerine gitmek için harcanacak enerji, yani ∫ g dh, g her noktadaki yerçekimidir, izlenen yola bağlı değildir. Daha sonra rakım, g düzenli olarak ölçülerek ve elde edilen değerin ortalama g0'a bölünmesiyle hesaplandı, bu g0'ın seçimi elbette sonucu koşullandırdı .
İçinde Ekim 1957, uzay çağının gelişi, lazer reflektörlerle donatılmış uydular ve ardından ultra kararlı saatler (seyahat süresinin veya Doppler kaymalarının çok hassas ölçümlerine izin veren) ile uzay jeodezisini doğurdu . Operasyonel uzay sistemlerinin (Transit, ardından GPS , DORIS ve gelecekte Galileo ) gelişi, bu sistemler tarafından kullanılan jeodezik referanslarla bağlantılı bir irtifa tanımının genelleştirilmesine yardımcı oldu: GNSS alıcıları (GPS) tarafından doğal olarak sağlanan irtifa. , Galileo, Glonass), referans seviyesi, her bir referans çerçevesine (tipik olarak WGS84; modern jeodezik referans sistemleri arasındaki farklar, genel olarak göz ardı edilebilir) özel bir elipsoid (Dünya'nın etkili şeklinin yaklaşıklığı) tarafından tanımlanan elipsoidal yüksekliktir. uygulamalar). Elipsoid yüksekliği, dikkate alınan elipsoid ile jeoidin gerçek şekli arasındaki farktan dolayı coğrafi yükseklikten farklıdır. Anakara Fransa'da elipsoid yükseklik, coğrafi yükseklikten elli metre daha yüksektir.
Modern aletlerle yapılan irtifa ölçümleri, gözle veya pusula ile yapılabileceklerden çok daha hassastır. Uydular hesaplanması ve gezegen, zirve ya da noktalarının "yükseklikleri" güncelleştirmek için kullanılır. Yerçekimi alanındaki (geoid) yerel varyasyonları hesaba katan ve dolayısıyla gerçek "yükseklikler" veren dinamik bir referans çerçevesi kullanan karasal yöntemlerin aksine, uydular bir referans elipsoidinden (IAG GRS80) bir yükseklik sağlar . Jeoid ve elipsoid arasındaki farklar konuma göre değişir ve yüzlerce metreyi bulabilir. Bununla birlikte, geoid modelleri, uydu ölçümlerinden yükseklikleri bulmayı mümkün kılan bir hesaplama programına entegre edilebilir. Bu durumda hassasiyet, büyük ölçüde modelin düzgünlüğüne bağlıdır.
Kartı üzerindeki yükseklik uçak ölçülerek elde edilir , atmosfer basıncı , çevrilmiş basınç yüksekliği (yükseklik burada bu basınç hakim standart bir atmosferde ) ve toprağın üzerine baskı için düzeltilmiş altimetre . Bile barometrik yükseklik önemli ölçüde farklı olabilir geometrik yükseklik (% 10 mertebesinde uçağın aşırı sıcaklık koşulları kullanılarak), bu referans kalır , hava navigasyon için alt dikey hassas özellikle. GPS .
Olarak meteoroloji , (vb rüzgar, sıcaklık,) yükseklikte koşullar, belirli bir basınç altında (1000, 850, 700, karşılık gelen standart seviyede kullanıcılara sağlanan 500 hPa ) kullanan Jeopotansiyel yükseklik , (l geometrik yükseklik gayesi ile bir irtifa yakın, ancak göz önüne sağlar yerçekimi ivmesi bu yüksekliği ile azalırken, hesaplanmasını kolaylaştırmak için), "g", sabit sayısal model için tahmin .
Açık Mars , bir okyanus yokluğunda, yükseklikler kökeni keyfi giderilmiştir: bu ortalama atmosfer basıncı ile yükseklik olan 610 Pa . Bu basınç, suyun üçlü noktasının basıncına yakın olduğu için seçilmiştir ( 273,16 K ve 611,73 Pa ) ve bu şekilde tanımlanan seviyenin Mars yüzeyinin ortalama seviyesine yakın olduğu (Dünya'da, 35 km yükseklikteki atmosferik basınçtır ).
Notlar
Referanslar