Kaarten geven over het algemeen de hoogte aan in meters boven zeeniveau. Maar de zeespiegel is niet overal hetzelfde. Een groep deskundigen onder leiding van de Technische Universiteit van München (TUM), heeft een International Height Reference System (IHRS) ontwikkeld dat geodetische metingen wereldwijd zal verenigen.

Hoe hoog is de Mount Everest? 8848 meter? 8844 meter? Of 8850 meter? Voor jaren, China en Nepal konden het niet eens worden. in 2019, Nepal stuurde een team geodeten om de hoogste berg ter wereld te meten. Een jaar later beklom een ​​team uit China de top. Afgelopen december maakten de twee regeringen gezamenlijk de uitkomst van de nieuwe meting bekend:8848,86 meter.

Dat zowel China als Nepal dit resultaat erkennen, moet worden gezien als een diplomatiek succes. Het werd mogelijk gemaakt door het nieuwe International Height Reference System (IHRS), voor het eerst gebruikt door de geodetische specialisten die de nieuwe meting uitvoeren. Wetenschappers van TUM speelden een leidende rol bij de ontwikkeling van het nieuwe systeem. Het stelt een algemeen overeengekomen nulniveau vast als basis voor alle toekomstige metingen. Het vervangt dus het gemiddelde zeeniveau, dat van oudsher als nulniveau heeft gediend voor landmeters en dus voor alle topografische kaarten. Een papier in de Dagboek van Geodesie , gezamenlijk geschreven door TUM-wetenschappers en internationale onderzoeksgroepen, schetst de wetenschappelijke achtergrond en het theoretische concept van de IHRS, evenals de strategie voor de uitvoering ervan.

Wanneer nul niet altijd nul is

De standaard die tot nu toe werd gebruikt - het gemiddelde zeeniveau - was vanaf het begin gebrekkig:er was nooit een vaste definitie. Elk land zou willekeurige getijmeters kunnen gebruiken om zijn eigen nulniveau te bepalen. Als resultaat, Het officiële zeeniveau van Duitsland is 31 centimeter hoger dan dat van Italië, 50 cm hoger dan in Spanje en eigenlijk 2,33 m hoger dan in België, waarbij de nulhoogte gebaseerd is op laagwater in Oostende.

Wanneer topografische kaarten alleen worden gebruikt om te wandelen, niemand heeft last van zulke verschillen. Maar voor geodetische specialisten die proberen een universeel overeengekomen hoogte te bereiken - voor de Mount Everest, bijvoorbeeld, de helft in Nepal en de andere helft in China - de inconsistente nulniveaus zijn een groter probleem. En het kan erg kostbaar zijn wanneer planners van grensoverschrijdende constructies zoals bruggen en tunnels vergeten de verschillende coördinaten die door de teams worden gebruikt te controleren en deze indien nodig om te zetten. Op de Hochrheinbrücke, een brug tussen Duitsland en Zwitserland, een dergelijke discrepantie werd net op tijd opgemerkt.

Enquêtes vanuit een baan om de aarde

"De introductie van een internationaal geldig hoogtereferentiesysteem had lang op zich laten wachten, " zegt TUM-onderzoeker Dr. Laura Sánchez van het Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut (DGFI-TUM), die gedurende meerdere jaren werkgroepen heeft geleid die theoretische aspecten bestuderen en het nieuwe wereldwijde hoogtereferentiesysteem implementeren bij de International Association of Geodesy.

Wat nodig is, ligt voor de hand:een universeel geaccepteerd nulniveau. Het nieuwe International Height Reference System (IHRS) definieert hoe het kan worden berekend:het houdt rekening met de vorm van de aarde, die bijna bolvormig is, maar afgeplat aan de polen en licht uitpuilend op de evenaar vanwege de rotatie - en de ongelijke verdeling van massa's in het binnenland en op het oppervlak. De resulterende onregelmatigheden in het zwaartekrachtveld vormen de basis voor het berekenen van het hoogtesysteem omdat de sterkte en richting van de kracht de verdeling van water in de oceanen bepalen. Als we aannemen dat het aardoppervlak volledig bedekt is met water, de hoogte van een hypothetisch zeeniveau en dus het nulniveau voor de hele wereld kan nauwkeurig worden berekend.

Bij bouwprojecten is zelfs de kleinste afwijkingen kunnen cruciaal zijn

"Het werd alleen mogelijk om de IHRS te realiseren met de beschikbaarheid van wereldwijde gegevens van satellietmissies zoals de ESA-aardobservatiesatelliet GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer), " zegt prof. Roland Pail van de TUM-leerstoel voor Astronomische en Fysische Geodesie (APG). Zijn team speelde een integrale rol bij het analyseren van de GOCE-metingen en het gebruik ervan om globale modellen van het zwaartekrachtveld van de aarde te berekenen. "De op deze manier verkregen informatie biedt de basis voor het berekenen van het gemiddelde zeeniveau voor elk punt op aarde met het nieuwe internationale hoogtereferentiesysteem, of het nu op een continent of in een oceaan is, en zo het internationaal aanvaarde nulniveau te berekenen, ", legt Sánchez uit.

Moet elke kaart opnieuw getekend worden? "Het zal niet zo dramatisch zijn, ", zegt Sánchez. "In de geïndustrialiseerde landen, waar ze al tientallen jaren zwaartekrachtmetingen doen, de afwijkingen zijn vrij klein - alleen in het decimeterbereik." Maar bij bouwprojecten, bijvoorbeeld, zelfs kleine afwijkingen kunnen ernstige problemen veroorzaken. Bijgevolg, de wetenschapper heeft er alle vertrouwen in dat het nieuwe referentiesysteem snel geaccepteerd zal worden.