海面

平均海面（MSL、しばしば海面と略される）は、地球の沿岸水域のうち1つまたは複数の平均表面レベルであり、標高などの高さを測定できる。全球平均海面は、たとえば地図作成や海洋航行における海図データとして、または航空においては高度ひいては航空機の飛行レベルを較正するために気圧を測定する標準海面 として使用される、垂直基準系 （標準化された測地基準系）の一種である。一般的で比較的単純な平均海面基準は、代わりに特定の基準地点における潮位計の測定値の長期平均である。 ^[1]

海面は多くの要因の影響を受ける可能性があり、地質学的時間スケールで大きく変化していることが知られています。現在の海面上昇は、主に人為的な気候変動によって引き起こされています。^[2]気温が上昇すると、山岳氷河と極地の氷床が溶けて海の水量が増加し、既存の海水も熱で膨張します。人間の居住地とインフラのほとんどは、予想される変化が限られているより正常な海面に対応して構築されたため、海面上昇の影響を受ける人々は、最悪の影響を緩和するために気候適応に投資するか、人々が極度の危険にさらされている場合は、管理された撤退のプロセスを行う必要があります。^[3]

海抜という用語は、一般的に平均海面からの高さ( AMSL )を指します。APSL という用語は、現在の海面からの高さを意味し、過去の海面と現在の海面を比較します。

地球の海面における半径は、赤道で6,378.137 km (3,963.191 mi) です。極では6,356.752 km (3,949.903 mi)、平均では6,371.001 km (3,958.756 mi) です。^[4]この扁平な回転楕円体は、局所的な重力異常と組み合わされて地球のジオイドを定義し、外洋の場所の局所的な平均海面と近似します。ジオイドにはインド洋の大きな窪みが含まれており、その表面は地球の平均海面より最大106 m (348 ft) 下にあります (潮汐や海流などの小さな影響は除きます)。^[5]

「平均海面」を正確に決定することは、海面に影響を与える要因が多数あるため困難です。^[6]瞬間的な海面は、時間と空間のいくつかのスケールで大幅に変化します。これは、海が常に動いており、潮汐、風、大気圧、局所的な重力差、温度、塩分濃度などの影響を受けるためです。特定の場所の平均海面は、長期間にわたって計算され、データとして使用されることがあります。たとえば、1時間ごとの測定値をメトンの19年の月の周期全体で平均して、公式の潮位計で平均海面を決定することができます。^[7]

静水面または静水海面（SWL）は、風波などの動きを平均化した海面です。^{[8]そして、MSLは、例えば}潮汐 による変化も平均ゼロになるように、一定期間にわたってさらに平均化されたSWLを意味します。 グローバルMSLは、通常、大規模な潮位計や衛星測定を使用して、海洋全体の空間平均を指します。^[7]

多くの場合、MSL の値は陸地を基準として測定されるため、相対的な MSLまたは (相対海面) の変化は、実際の海面の変化、または潮位計が動作する陸地の高さの変化、またはその両方から生じる可能性があります。英国では、測地基準面(英国の地図上の 0 メートルの高さ) は、 1915 年から 1921 年の間にコーンウォールのニューリンで測定された平均海面です。^[9] 1921 年より前は、垂直基準面はリバプールのビクトリア ドックの MSL でした。ロシア帝国の時代以来、ロシアとその旧領土 (現在は独立国) では、海面はクロンシュタット海面計のゼロ レベルから測定されています。香港では、「mPD」は「主基準面からメートル上」を意味する測量用語で、海図基準面^[10]から0.146メートル（5.7インチ） 、平均海面から1.304メートル（4フィート3.3インチ）下の高さを指す。フランスでは、マルセイユのマレグラフが1883年以来継続的に海面を測定しており、海面に関する最も長い収集データを提供している。これは、ヨーロッパ大陸の一部とアフリカの主要部分の公式海面として使用されている。スペインは、アリカンテの海面下または海面上の高さを測定するためにこの基準を使用しており、一方、欧州垂直基準システムは、1690年代に遡る アムステルダム・ペイル標高に合わせて調整されている。

衛星高度計は、1992年のTOPEX/ポセイドンの打ち上げ以来、海面の正確な測定を行っています。^[11] NASAとCNESの共同ミッションであるTOPEX/ポセイドンに続いて、 2001年にはJason-1、2008年にはJason-2衛星による 海洋表面地形観測ミッションが実施されました。

平均海面上高さ（AMSL）は、平均海面（MSL）の基準データに対する物体の標高（地上）または高度（空中）です。航空分野では、一部の高さが平均海面（飛行レベルと対照的）を基準として記録および報告されるほか、大気科学や土地測量でも使用されます。代替案としては、地球全体を近似する基準楕円体に基づいて高さを測定することがあり、 GPSなどのシステムがこれを行っています。航空分野では、WGS84として知られる基準楕円体が高さの定義にますます使用されていますが、この楕円体の高さと局所的な平均海面との間には最大100メートル（328フィート）の差が存在します。^{[5]別の方法としては、} NAVD88やグローバルEGM96 （WGS84の一部）などのジオイドベースの鉛直基準を使用することです。詳細は国によって異なります。

山などの地理的特徴を示す場合、地形図では標高の変化が等高線で示されます。山の最高点または山頂は通常、AMSL の高さがメートル、フィート、またはその両方で示されます。カリフォルニア州デスバレーのように陸地が海面より低い珍しいケースでは、AMSL の標高は負になります。

平均海面の局所的な高さを、ジオイドと呼ばれる「水平」な基準面、または測地基準と比較することがしばしば必要となる。外力がない場合、局所的な平均海面は、地球の重力場の等電位面であるこのジオイド面と一致する。ジオイド面自体は単純な球面や楕円体には従わず、 NASA のGRACE 衛星によって測定されるような重力異常を示す。実際には、海流、気圧の変化、温度や塩分の変化などにより、ジオイド面は長期平均としてさえ直接観測されない。場所に依存するが時間的に持続する局所的な平均海面とジオイドの間の分離は、（平均）海面地形と呼ばれる。これは、通常 ±1 m（3 フィート）の範囲で地球全体で変化する。^[12]

海面と陸地の関係の変化を説明するために、いくつかの用語が使用されています。

• 「相対的」とは、堆積物の山の中の固定点に対する相対的な変化を意味する。^[13]
• 「ユースタティック」とは、例えば氷床の融解の結果として、地球の中心などの固定点に対する海面の地球規模の変化を指します。^[14]
• 「立体的」とは、熱膨張と塩分濃度の変化による海面の世界的な変化を指します。^[15]
• 「等圧」とは、海洋の水量の変化を無視して、熱浮力や地殻変動の影響などにより、地球上の固定点に対する陸地の高さが変化することを指します。

氷河期の終わりに氷河が溶けると、氷の重さがなくなった後に陸地が隆起するアイソスタシー後氷期反発が起こります。逆に、古い火山島では、冷却する火山の重さによるアイソスタシー沈下により、相対的な海面上昇が起こります。地下水の汲み上げによる陸地の沈下は、相対的な海面上昇のもう 1 つのアイソスタシー原因です。

液体の海を持たない惑星では、惑星学者は表面上のすべての地点の高さを平均化することで「平均高度」を計算できます。この高度は「海面」またはゼロレベル標高と呼ばれることもあり、惑星の特徴の高さの基準として機能します。

地域平均海面 (LMSL) は、波や潮流による変動が平滑化されるのに十分な期間 (通常は 1 年以上) にわたって平均化された、陸地の基準に対する海の高さとして定義されます。海面の変化(1 年あたりミリメートル) と同程度の速度で発生する可能性のある陸地の垂直方向の移動を考慮するには、LMSL の認識される変化を調整する必要があります。

陸地の移動は、最終氷期の終わりに氷床が溶けたことによるアイソスタシー調整によって起こることがあります。氷床の重さで下にある陸地が沈み、氷が溶けると陸地はゆっくりと跳ね返ります。地上の氷の体積の変化は、ジオイドの再調整と真の極移動によって、地域的および地方的な海面にも影響を及ぼします。大気圧、海流、および地域的な海水温の変化も、LMSL に影響を及ぼす可能性があります。

ユースタティック海面上昇（局所的変化ではなく地球規模）は、世界の海洋の水量または海洋盆地の容積の変化によるものです。^[16]現在、ユースタティック海面上昇を引き起こしている主なメカニズムは2つあります。1つ目は、山岳氷河や極地氷床などの陸上氷が縮小し、海に水が流れ出していることです。2つ目は、海水温が上昇すると、暖かい水が膨張することです。^[17]

多くの要因により、数分から数か月にわたる期間で、通常は数メートル以内の海面の短期的な変化が生じる可能性があります。

パイロットは、高度計を規定の気圧に設定することで、海抜高度を推定することができます。通常、高度計の設定に使用される気圧は、飛行する地域の MSL に存在する気圧です。この気圧はQNHまたは「高度計」と呼ばれ、航空交通管制(ATC) または自動ターミナル情報サービス(ATIS)から無線でパイロットに送信されます。地形の標高も MSL を参照するため、パイロットは高度計の読み取り値から地形高度を差し引くことで、地上からの高さを推定できます。航空チャートはボックスに分割されており、各ボックスには MSL からの最大地形高度が明確に示されています。遷移高度を超えると、高度計はMSL での国際標準大気(ISA) 気圧 (1013.25 hPa または 29.92 inHg) に設定されます。^[34]

• 地上レベル – 地表を基準として測定された高さリダイレクト先の簡単な説明を表示するページ
• Amsterdam Ordnance Datum 、 Normaal Amsterdams Peilとも呼ばれる – 垂直測地基準系
• 現在以前 – 科学分野で使われる時間スケール
• 海図基準面 – 海図に表示されている水深を測定する水位
• 地球の極地 – 地球上の極地の地理的特徴とその他の地球物理学的記録のリストリダイレクト先の簡単な説明を表示するページ
• ジオポテンシャル高度 – 平均海面からの高度の種類
• 平均地形からの高さ – 物体を囲む広い範囲の高さに基づく。米国ではアンテナ塔によく使用される。
• 海抜より低い標高の陸上の場所の一覧
• 融水脈動1A  – 後氷期の急速な海面上昇の期間
• アドリア海からメートル上 – ヨーロッパの一部で使用されている垂直基準
• 通常の高さ – 準地殻または平均海面からの高度
• Normalhöhennull  – ドイツで使用される垂直基準点
• Normalnull  – ドイツで使用されている古い公式の鉛直基準点
• 北西棚運用海洋学システム – 北海地域の物理的、堆積学的、生態学的変数を監視する施設
• 測地基準点 - 地図上の高度を導き出すための基礎として使用される垂直基準点（英国およびアイルランド）
• 標高 – ジオイドまたは平均海面からの高度
• 隆起した海岸、または海上段丘とも呼ばれる – 隆起した海岸地形
• ヨーロッパ地域基準フレーム小委員会 – 国際測地学協会の小委員会フォールバックとしてウィキデータの説明を表示するページ
• 海面低下 – 氷の重さによる陸地からの相対的な低下
• 海面方程式 – 氷河期後の陸地の上昇リダイレクト先の簡単な説明を表示するページ
• 世界測地系 – 測地参照システム

ウィキブック歴史地質学には、海面変動に関するページがあります。

ウィキメディア・コモンズには、海面に関連するメディアがあります。

• 海面上昇:過去を理解し、将来の予測を改善する
• 平均海面の恒久的なサービス
• 地球規模の海面変動：その決定と解釈
• 環境保護庁の海面上昇報告
• アイソスタシーとユースタシーの特性
• 宇宙から海面を測定
• ライジング タイド ビデオ: スクリップス海洋研究所
• 海面レベルオンライン: 国立海洋サービス (CO-OPS)
• ニヴォー・デ・ゾー・リトラール観測システム (SONEL)
• 海面上昇 – 今後数世紀にわたって海面はどの程度、どのくらいの速さで上昇するのでしょうか?