Teoreettinen keskivesi (MW) ja geodeettiset korkeusjärjestelmät Suomessa

Vuosittaiset teoreettisen keskiveden korkeudet Suomen rannikolla suhteessa geodeettisiin korkeusjärjestelmiin (NN, N43, N60 ja N2000) löytyvät alla olevista taulukoista.

1881-1885 1931-1935 1981-1985
1886-1890 1936-1940 1986-1990
1891-1895 1941-1945 1991-1995
1896-1900 1946-1950 1996-2000
1901-1905 1951-1955 2001-2005
1906-1910 1956-1960 2006-2010
1911-1915 1961-1965 2011-2015
1916-1920 1966-1970 2016-2019
1921-1925 1971-1975  
1926-1930 1976-1980  

 

Meriveden korkeutta mitataan kunkin mareografin oman referenssitason suhteen. Referenssitaso on geodeettisten korkeusjärjestelmien suhteen kiinteä, noin kaksi metriä vuoden 1921 keskiveden alapuolella oleva laskennallinen taso. Mareografin mahdollinen liikkuminen referenssitasonsa suhteen selvitetään vuosittaisilla vaaituksilla läheiseen kiintopisteeseen. Kolmen vuoden välein mareografin ja sen kiintopisteen vakaus varmistetaan vaaitsemalla ne toisiin paikallisiin kalliokiintopisteisiin.

Suomessa on tällä hetkellä käytössä neljä geodeettista korkeusjärjestelmää:

  • N2000 Korkeusjärjestelmä N2000 perustuu Suomen kolmanteen tarkkavaaitukseen (1978–2006). Se on yhteisen eurooppalaisen korkeusjärjestelmän suomalainen realisaatio, lähtötasonaan NAP (Normaal Amsterdams Peil). N2000-järjestelmän korkeudet poikkeavat 13–43 cm Suomen aiemmasta valtakunnallisesta korkeusjärjestelmästä N60. Suurin osa erosta johtuu 40 vuoden aikana tapahtuneesta maannoususta: N2000-korkeudet on laskettu vuoden 2000 maannousun mukaisina, N60-korkeudet vuoden 1960 mukaisina. Järjestelmien laskennassa on myös eroa.
  • N60 Korkeusjärjestelmä N60 laskettiin kahden ensimmäisen tarkkavaaituksen perusteella toisen valmistuttua ja maankohoaminen otettuna huomioon. Sen katsotaan noudattavan geoidia paremmin kuin NN- tai N43-järjestelmät.
  • N43 Suomen toinen tarkkavaaitus tehtiin vuosina 1935 - 1975. Sen tuloksista vuosilta 1935 - 1955 määriteltiin korkeusjärjestelmä N43. Tämän korkeusjärjestelmän määrittelyssä ei käytetty koko vaaitusverkkoa eikä myöskään otettu huomioon maankohoamisen vaikutusta mittausajalta.
  • NN (normaalinolla) Suomen ensimmäinen tarkkavaaitus tehtiin vuosina 1892 - 1910 Tie- ja vesirakennuslaitoksen toimesta. Korkeusjärjestelmä NN, normaalinolla, määritettiin tämän vaaituksen tuloksena. Se ei kuitenkaan vastaa geoidia yhtä hyvin kuin N60-järjestelmä. NN-järjestelmän nollakohdaksi otettiin Helsingin Katajanokan laiturissa sijainneen vedenkorkeusasteikon nollakohta. Se oli 30,465 metriä Suomen pääkiintopisteen alapuolella. Pääkiintopiste sijaitsee Helsingissä Tähtitieteellisen observatorion läheisyydessä.


Meriveden keskimääräinen korkeus on laskenut näiden järjestelmien suhteen. Sen vuoksi on otettu käyttöön nk. teoreettinen keskivesi (MW).

Teoreettinen keskivesi (MW) on käytännön tarpeita varten tehty ennuste vedenkorkeuden pitkäaikaisesta keskiarvosta (täsmällisemmin odotusarvosta). Siinä on otettu huomioon maan kohoaminen, maailmanlaajuinen merenpinnan nousu sekä Itämeren kokonaisvesimäärän muutokset. Näiden muutosten vuoksi teoreettisen keskiveden nollataso ei ole vakio. Teoreettinen keskivesi ei myöskään aina muutu vakionopeudella vuodesta toiseen, koska merenpinnan nousunopeudessa ja Itämeren kokonaisvesimäärän vaihteluissa tapahtuu muutoksia. Ilmatieteen laitos vahvistaa teoreettisen keskiveden korkeuden vuosittain, jolloin apuna käytetään uusinta tutkimustietoa siihen vaikuttavien tekijöiden havaituista ja tulevista muutoksista.

Teoreettista keskivettä käytetään Suomessa useimmiten ilmoitettaessa meriveden korkeustietoja esimerkiksi internetissä, radiossa ja sanomalehdissä.

Lisätietoa maankohoamisesta ja merenpinnan nousun vaikutuksista Suomen rannikolla löytyy Ilmasto-oppaasta (ks. linkki sivun oikeassa reunassa).

 

Laskuesimerkkejä korkeusjärjestelmämuunnoksista ja maan noususta

Esimerkki 1.

Vuonna 2000 on mitattu vedenkorkeusarvo +15 cm teoreettisen keskiveden suhteen Helsingissä. Vedenkorkeus muutetaan N2000- ja N60-järjestelmiin seuraavasti:

  • Keskivesitaulukosta saadaan Helsingin vuoden 2000 teoreettisen keskiveden (MW2000) korkeudeksi N2000-järjestelmän suhteen +186 mm ja N60-järjestelmän suhteen -66 mm. Järjestelmän MW2000 nollataso on siis 186 mm korkeammalla kuin järjestelmän N2000-nollataso ja 66 mm alempana kuin järjestelmän N60 nollataso.
  • Vedenkorkeus N2000-järjestelmässä on siten: +15 cm + 18.6 cm = +33.6 cm
  • Vedenkorkeus N60-järjestelmässä on: +15 cm - 6.6 cm = +8.4 cm
     


Esimerkki 2.

Vuonna 2012 Pietarsaaressa on mitattu vedenkorkeus -22 cm vuoden 2012 teoreettisen keskiveden (MW2012) suhteen. Vedenkorkeus voidaan muuttaa vuoden 2005 teoreettiseen keskiveteen (MW2005) käyttämällä apuna geodeettisia korkeusjärjestelmiä:

Korkeusjärjestelmän N2000 avulla:

  • MW2012 nollataso on 107 mm korkeammalla kuin N2000-järjestelmän nollataso.
  • MW2005 nollataso on 137 mm korkeammalla kuin N2000-järjestelmän nollataso.
  • Siten korkeusjärjestelmän MW2005 nollataso on 30 mm korkeammalla kuin MW2012-järjestelmän nollataso.
  • Vedenkorkeus MW2005-järjestelmässä on: -22 cm - 3.0 cm = -25.0 cm

Korkeusjärjestelmän N60 avulla:

  • MW2012 nollataso on 333 mm alempana kuin N60-järjestelmän nollataso.
  • MW2005 nollataso on 303 mm alempana kuin N60-järjestelmän nollataso.
  • Korkeusjärjestelmän MW2005 nollataso on 30 mm korkeammalla kuin MW2012-järjestelmän nollataso.
  • Vedenkorkeus MW2005-järjestelmässä on: -22 cm - 3.0 cm = -25.0 cm


Esimerkki 3.

Kuinka paljon maa on noussut merestä Pietarsaaressa vuosina 1960-2010? Entä vuosina 2000-2010?

  • Keskivesitaulukosta saadaan Pietarsaaren vuoden 1960 teoreettisen keskiveden (MW1960) korkeudeksi N2000-järjestelmän suhteen +464 mm, ja vuoden 2010 teoreettisen keskiveden (MW2010) korkeudeksi +115 mm.
  • Vuosien 1960 ja 2010 välillä maa on siis noussut 464 mm – 115 mm = 349 mm. Keskimääräinen nousunopeus näiden 50 vuoden aikana on ollut 7.0 mm/v.
  • Vuoden 2000 teoreettisen keskiveden (MW2000) korkeudeksi N2000-järjestelmän suhteen saadaan keskivesitaulukosta +162 mm.
  • Vuosien 2000 ja 2010 välillä maa on siis noussut 162 mm – 115 mm = 47 mm. Keskimääräinen nousunopeus näiden 10 vuoden aikana on ollut 4.7 mm/v.