Ellipsoidisk høydebestemmelse av 109 vannstandsmålere for beregning og validering av dynamisk havtopografi langs norskekysten

Abstract

Kartverket drifter 23 permanente vannstandsmålere langs den norske fastlandskysten. Disse vannstandsmålerne har opp gjennom tidene hatt mange viktige funksjoner for bestemmelse av havets form og størrelse. Disse instrumentene har spilt en sentral rolle i blant annet realiseringen av Norges tidligere offisielle høydesystem, overvåkning av havnivåendringer og tidevannsprediksjoner. I senere år har disse blitt brukt blant annet for å validere dynamisk havtopografi fra kystnær altimetri. I tillegg til disse 23 permanente vannstandsmålerne, har det de siste årene blitt plassert ut et stort antall midlertidige målere. Et datasett bestående av ellipsoidiske høyder fra alle 23 permanente og et stort antall midlertidige vannstandsmålere, åpner for nye bruksområder av Kartverkets vannstandsmålere. Ved å beregne en midlere dynamisk havtopografi (MDT) med utgangspunkt i ellipsoidisk høyde fra disse vannstandsmålerene, vil man kunne oppnå en høyere romlig oppløsning og dermed avdekke informasjon om kystlinjens dynamikk som tidligere altimetribaserte og numeriske modelleringer av kystsonen ikke har fanget opp. Slike modelleringer vil blant annet kunne bidra til foreningen av landbaserte og vannbaserte høydesystemer på et globalt nivå. Denne oppgaven utforsker tre metoder for bestemmelse av vannstandsmåleres ellipsoidiske høyde. Deretter tar den utgangspunkt i disse ellipsoidiske høydene for beregning av geodetisk MDT langs norskekysten fra 23 permanente og 86 midleridige målere innenfor en referanseperiode fra januar 2016 til september 2019. Deretter valideres geodetisk MDT mot den altimetribaserte kystmodellen NMBU18 og den numeriske kystmodellen NorKyst800 ved å beregne MDTprofiler.

The Norwegian mapping authority operates 23 permanent tide gauges along the main coastline of Norway. These tide gauges have played an important role for the determination of the shape and size of the ocean along the coastline. Tide gauges were used in the realization of Norway’s previous official vertical datum NN1954. Other applications are monitoring of sea level changes and predictions of the tidal force along the coastline. In addition to the 23 permanent tide gauges, the Norwegian mapping authority have set out a big amount of temporary tide gauges along the Norwegian coastline. A data set containing ellipsoidal heights from 23 permanent and 86 temporary tide gauges will create new opportunities and usages of sea level observations from these tide gauges. By calculating a mean dynamic ocean topography (MDT) from ellipsoidal heights of these tide gauges, we will be able to achieve a greater spatial resolution, and thus uncover information about the coastline that previous altimetry based and numeric models of the coastline haven’t uncovered. These kind of models can contribute to the unification of land based and ocean based height systems. This thesis explores three methods of the determination of tide gauges ellipsoidal heights. It then uses these heights as the origin of the calculation of geodetic MDT along the Norwegian coastline from 23 permanent and 83 temporary tide gauges within the reference period between January 2016 and September 2019. It subsequently attempts to validate geodetic MDT by comparing it to the altimetry based coastal model NMBU18 and the numerical coastal model NorKyst800. This is done by computing MDT-profiles.