doc. Ing. Viliam Vatrt, DrCs.

Vojenský geografický hydrometeorologický ústav

doc. Ing. Viliam Vatrt, DrCs.

Jak vysoká je Sněžka? Zdánlivě prostá otázka není tak jednoduchá, protože její vrchol se určuje v metrech nad mořskou hladinou, a kde je vlastně ona mořská hladina, to se určuje velmi složitě. Proto v určování nadmořských výšek stále přetrvávají problémy. Je to značně komplikované především tím, že zemská kůra se zejména v důsledku gravitačního působení Měsíce a Slunce nepřetržitě výškově deformuje. Existují však globální geodetické konstanty tělesa Země, které na těchto slapových a jiných vlivech nezávisí. Jednou z nich je klidná, v integrálním smyslu střední hladina světového oceánu, jejíž tvar a globální zvlnění od roku 1993 nepřetržitě zaměřují družicové altimetrické systémy (TOPEX/POSEIDON, JASON1).

Výzkumný tým vedený docentem Vatrtem vyvinul teorii, jak z těchto družicových altimetrických dat vypočítat na uvedené oceánické vztažné ploše (geoidu) hodnotu potenciálu gravitačního pole Země – konstantu W0. Průběh hladiny moře nemusíme ani znát, stačí jen vědět, jaký je potenciál na této střední ideální ploše moře, tedy znát číselnou hodnotu vyvinuté konstanty. Pokud pro výpočet výšek použijeme zmíněnou konstantu W0, budou mít všechny výšky ve světě stejný počátek. Objevem a uznáním konstanty je vytvořen základ pro vybudování jednotného výškového systému ve světě, jenž doposud neexistuje. Tedy až doposud existují jen lokální výškové systémy, které mají počátky výšek („nuly“ hladiny moře) vztaženy k různým mořím. To je dáno tím, že do stanovení konstanty nebyla k dispozici tak kvalitní a přesná různá data jako nyní, aby bylo možně stanovit její přesnou hodnotu. Jiná konstanta se tedy až do této doby nepoužívala. Jejím stanovením jsme předběhli jiná světová pracoviště. Tato konstanta má mnohostranné praktické využití i v jiných vědních oborech.

Ale vraťme se přesto ještě ke geodezii, kde vše začalo. W0 tedy umožňuje sjednocení všech lokálních výškových systémů, vybudovaných na různých kontinentech. Je známo, že doposud používané lokální výškové systémy nemají stejný počátek. Proto například na hranicích různých států mají stejné výškové body rozdílné hodnoty výšek. Propojení výšek v rámci jednoho kontinentu doposud používanými metodami je možné tak, že se například vybraný mareograf (počátečný výškový bod na břehu některého moře = „nula“ mořské hladiny) prohlásí po dohodě za počáteční „nulu“ pro několik států a novým přeměřením výškových sítí nivelací (přístroje s dalekohledy a měřičskými latěmi) se sjednotí výšky několika států nebo části kontinentu. Ale tímto způsobem nelze propojit kontinenty, ostrovy a rozlehlá území. Zde se použije naše metoda a konstanta W0. Dlouhodobým sledováním časové závislosti konstanty W0 jsme dále zjistili, o kolik a jak rychle roste hladina světového oceánu. I to je cenná vlastnost konstanty W0, tedy reakce její velikosti na změnu nulové hladiny oceánu. Konstanta se využívá rovněž v gravimetrii, kde právě nejednotnost výšek vede k výpočtu nejednotných hodnot tíhového zrychlení. To pak opět vede k nejednotným tíhovým podkladům, které se požívají například pro vyhledávání nerostných surovin.

Další velice zajímavou aplikací konstanty W0 je její využití v astronomii, kde je potřeba znát mimořádně přesně časy na observatořích využívající atomové hodiny (zde je vteřina měřena na mnoha desetinných místech). Je známo, že vlivem gravitace „rychlost běhu“ času na atomových hodinách závisí na nadmořské výšce (s rostoucí výškou klesá gravitace). Proto, pokud má čas „běžet“ stejně na celém světě, musí se nadmořské výšky všech atomových hodin (časových normálů) stanovit ke stejnému výškovému počátku, tedy dnes k naší hodnotě W0. Tím lze přepočítat čas na nulovou výškovou hladinu danou W0. Tímto způsobem se podařilo sjednotit čas ve světě, tedy dnes již několik let díky naší konstantě plyne čas stejně na všech kontinentech, respektive celé Zemi. Vlastně díky tomuto využití byla stejným týmem vyvinuta v roce 2003 další světově uznaná konstanta LG = W0/c2 = 6.969 290 134 × 10–10 (c je rychlost světla), která je požadována právě pro uvedené srovnání časů ve světě. Neméně důležitou aplikací konstanty je možnost jejího uplatnění ke zvýšení bezpečnosti letecké dopravy, jako je zamezení střetu letadla s přirozenou nebo umělou překážkou a při přistávacích manévrech letadel zejména za ztížených povětrnostních podmínek a poruše technického zařízení letiště. Vraťme se ale opět ke geodezii – konstantu bude možné (doufejme, že nikoliv ve vzdálené budoucnosti) uplatnit při konstrukci nových geodetických přístrojů pro určování nadmořské výšky pomocí přesného měření času. Konstanta W0 byla přijata jako světová konstanta. Čech se tak zařadil mezi tvůrce světových konstant, jakými jsou např. rychlost světla ve vakuu nebo známé Newtonovy gravitační konstanty.

Zpět na přehled vítězů

Hlavičkiáda
Na tomto webu používáme soubory cookies, abychom mohli zajistit jeho plnou funkčnost, analyzovat návštěvnost a případně přizpůsobit vhodně obsah a reklamu konkrétním uživatelům. Veškeré takto získané informace zpracováváme v souladu s dokumentem Prohlášení o ochraně osobních údajů.