Tarkkavaaituksilla määritetty vuosittainen maannousu Suomen alueella



Samankaltaiset tiedostot
GPS:n käyttömahdollisuudet mareografitutkimuksessa

JHS 163 Suomen korkeusjärjestelmä N2000 Liite 2. Aiemmat korkeusjärjestelmät ja niiden väliset muunnokset

EUREF-FIN JA KORKEUDET. Pasi Häkli Geodeettinen laitos

JHS 163 Suomen korkeusjärjestelmä N2000 Liite 3. Geoidimallit

Valtakunnallinen N60 N2000-muunnos

KIINTOPISTEMITTAUKSET MML:ssa

KIINTOPISTEREKISTERI N2000-LASKENTATILANNE Matti Musto / Etelä-Suomen maanmittaustoimisto

TTY Mittausten koekenttä. Käyttö. Sijainti

Uusi koordinaatti- ja korkeusjärjestelmä

Pieksämäen kaupunki, Euref-koordinaatistoon ja N2000 korkeusjärjestelmään siirtyminen

Metsähovin vaaitustestikentän ensimmäiset kaksi vuotta liikkuvatko kalliokiintopisteet?

JHS 163 Suomen korkeusjärjestelmä N2000

Liikkuvatko kalliokiintopisteet tapaus Metsähovi

Maanmittauspäivät 2014 Seinäjoki

Koordinaatistoista. Markku Poutanen Geodeettinen laitos. Koordinaattijärjestelmä Koordinaatisto Karttaprojektio

Precise Levelling Campaigns at Olkiluoto in 2010 and 2011

Maankuoren nykyliikkeet ja painovoiman muutokset Kuningatar Maudin maalla Etelämantereella

JHS-suositus(luonnos): Kiintopistemittaus EUREF-FIN koordinaattijärjestelmässä

ETRS89- kiintopisteistön nykyisyys ja tulevaisuus. Jyrki Puupponen Kartastoinsinööri Etelä-Suomen maanmittaustoimisto

JUHTA - Julkisen hallinnon tietohallinnon neuvottelukunta


Mittaushavaintojen täsmällinen käsittelymenenetelmä

EUREF-Teemapäivä II , Tieteiden talo


FOTOGRAMMETRINEN PISTETIHENNYS

Precise levelling of the Olkiluoto GPS Network in 2003

Geodeettisen laitoksen koordinaattimuunnospalvelu

MUSEOT KULTTUURIPALVELUINA

pitkittäisaineistoissa

Lahden kaupungin N2000- korkeusjärjestelmävaihdos. Petri Honkanen, Lahden kaupunki Tekninen- ja ympäristötoimiala,maankäyttö

Precise Levelling Campaigns at Olkiluoto in

Accommodation statistics

EUREF-FIN/N2000-MUUNNOKSET HELSINGIN KAUPUNGISSA

Pohjajarven vuosilustoisten sedimenttien paleomagneettinen tutkimus: Paleosekulaarivaihtelu Suomessa viimeisten 3200 vuoden aikana

Operaattorivertailu SELVITYS LTE VERKKOJEN KUULUVUUDESTA

VUOSIKERTOMUS 2004 ANNUAL REPORT 2004 K A IN S TITU TE T

Koordinaattimuunnospalvelut Reino Ruotsalainen

Leica Sprinter Siitä vain... Paina nappia

VUOSIKERTOMUS 2003 ANNUAL REPORT 2003

pitkittäisaineistoissa

VUOSIKERTOMUS 2002 ANNUAL REPORT 2002

Rakentamisen näkymät EU-alueella ja Suomessa

Kokonaisvaltainen mittaaminen ohjelmistokehityksen tukena

Koordinaattijärjestelmä Koordinaatisto Karttaprojektio

Radiotekniikan sovelluksia

Earth System Geodesy (Part 1)

Operaattorivertailu SELVITYS 3G VERKKOJEN DATANOPEUKSISTA

Tehostettu kisällioppiminen tietojenkäsittelytieteen ja matematiikan opetuksessa yliopistossa Thomas Vikberg

Vaaituksen mittakaavasta

JHS 197 EUREF-FIN -koordinaattijärjestelmät, niihin liittyvät muunnokset ja karttalehtijako Liite 2: Projektiokaavat

Pricing policy: The Finnish experience

perustamishankkeeseen ja päämajan sijoittamiseen Suomeen

JHS 163 Suomen korkeusjärjestelmä N2000

Kuva 1. Suprajohtava gravimetri GWR T020 Metsähovin painovoimalaboratoriossa (kuva H.Virtanen).

Palautekooste ja työryhmän vastine (1. vaihe): JHS 163 Suomen korkeusjärjestelmä N2000 -päivitys

VAISALAN STATOSKOOPPIEN KÄYTTÖÖN PERUSTUVASTA KORKEUDEN-

Precise Levelling of the Olkiluoto GPS Network in 2005

Prognos Julkaisusuunnitelmat

Other approaches to restrict multipliers

Operaattorivertailu SELVITYS LTE VERKKOJEN KUULUVUUDESTA

7.4 Variability management

Liito-oravan elinympäristöjen mallittaminen Tampereen seudulla

SUOMEN GEOIDIMALLIT JA NIIDEN KÄYTTÄMINEN KORKEUDEN MUUNNOKSISSA

Signaalien taajuusalueet

Juha Laasonen

Tieverkon kunnon stokastinen ennustemalli ja sen soveltaminen riskienhallintaan

Laskentaoletukset ja laskentamenetelmien kehitystarpeet

Miehittämätön meriliikenne

SAS/IML käyttö ekonometristen mallien tilastollisessa päättelyssä. Antti Suoperä

Precise Levelling Campaigns at Olkiluoto in 2008 and Working Report Pekka Lehmuskoski. June 2010

Export Demand for Technology Industry in Finland Will Grow by 2.0% in 2016 GDP growth 2016/2015, %

Laskennallisen fysiikan esimerkkejä avoimesta tutkimuksesta Esa Räsänen Fysiikan laitos, Tampereen teknillinen yliopisto

FROM VISION TO CRITERIA: PLANNING SUSTAINABLE TOURISM DESTINATIONS Case Ylläs Lapland

Aaltomittaukset ja aaltomallilaskelmat Helsingin rannikkovesillä

Forest Big Data -tulosseminaari

Laskennallisen fysiikan esimerkkejä avoimesta tutkimuksesta Esa Räsänen Fysiikan laitos, Tampereen teknillinen yliopisto

ETRS89:n ja N2000:n käyttöönotosta

Ongelma: Poikkeaako perusjoukon suhteellinen osuus vertailuarvosta?

TENTTIJÄRJESTYS LUKUVUONNA

Pohjavesimallinnus osana vesivarojen hallintaa ja pohjaveden oton suunnittelua

Research plan for masters thesis in forest sciences. The PELLETime 2009 Symposium Mervi Juntunen

Future and Development of the European Combined Geodetic Network ECGN

A special dividend is included in the index as a net amount and it is calculated as follows: ) = - ( EUR * ) = ,75 EUR

Ympäristötiedon keruu MAA-C2001

Sisällysluettelo LIIKENNEVIRASTO OHJE 2 (6) Dnro 4955/1021/ YLEISTÄ VÄYLÄN KULKUSYVYYDEN TULKINTA KÄYTÄNNÖSSÄ...

Gap-filling methods for CH 4 data

Estimointi. Vilkkumaa / Kuusinen 1

Kompleksilukujen käyttö sähkömagneettisia kaavoja johdettaessa Matti Oksama

Biomassatulkinta LiDARilta

Kestävä ja älykäs energiajärjestelmä

A special dividend is included in the index as a net amount and it is calculated as follows:


EUREF ja GPS. Matti Ollikainen Geodeettinen laitos. EUREF-päivä Teknillinen korkeakoulu Espoo

Palautekooste ja työryhmän vastine (1. vaihe): JHS 163 Suomen korkeusjärjestelmä N2000 -päivitys

GPS-meteorologia. Seminaari Seppo Haarala Reino Keränen (toim.)


ASUINKERROSTALON ÄÄNITEKNISEN LAADUN ARVIOINTI. Mikko Kylliäinen

Kiina China. Japani Japan

HANHIKIVEN YDINVOIMALAITOKSEN JÄÄHDYTYSVEDEN PURKURAKENTEET

Ilkka Mellin Tilastolliset menetelmät Osa 2: Otokset, otosjakaumat ja estimointi Estimointi

Transkriptio:

Tarkkavaaituksilla määritetty vuosittainen maannousu Suomen alueella Abstract Veikko Saaranen Geodeettinen laitos, PL 15, 02431 Masala Veikko.Saaranen@fgi.fi Land uplift rates relative to mean sea level have been computed using three national precise levelling campaigns spanning more than a hundred years. The tide gauge at Hanko provided the starting value 2.63 mm/y. Only levelling data and benchmarks in bedrock have been used. 1. JOHDANTO Maannousun määrittäminen voidaan tehdä merenkorkeushavaintojen, toistettujen vaaitusten ja nykyään myös pysyvien GPS asemien tuottaman havaintoaineiston avulla. Tässä työssä maannousu on määritetty käyttäen hyväksi valtakunnallisia tarkkavaaituksia. Ensimmäinen tarkkavaaitus (1892 1910) ulottui ainoastaan Oulu Kajaani linjan tasalle (Blomqvist ja Renqvist, 1910). Sen sulkuvirheistä laskettu tarkkuus on 1.16 mm km. Toinen tarkkavaaitus alkoi 1935 ja päättyi 1975. Vuosina 1935 1955 mitattiin ensimmäisen vaaituksen kanssa yhteinen verkko sekä muutamia uusia linjoja siten, että vaaitus ulottui Aavasaksa Rovaniemi Kemijärvi linjalle. Tämän mittauksen tulokset julkaistiin Geodeettisen laitoksen julkaisuissa 57 ja 61 (Kääriäinen, 1963; Kääriäinen, 1966). Ahvenanmaan ja Lapin alueen vaaitukset ilmestyivät erillisissä julkaisuissa (Kakkuri ja Kääriänen, 1977; Takalo 1977; Takalo ja Mäkinen, 1983). Toisen tarkkavaaituksen tarkkuus on 0.66 mm km. Kolmas tarkkavaaitus alkoi 1978 ja syksyllä 2004 suoritettiin viimeiset vaaitukset. Kolmannen tarkkavaaituksen tarkkuus on 0.84 mm km. Edellä esitetyt tarkkuusarviot pohjautuvat laskuun, jossa on hyödynnetty uusia maannousuarvoja (Lehmuskoski, 2005). Maannousututkimuksella on pitkät perinteet. Katsaus maannousututkimuksen varhaisiin vaiheisiin sekä Ensimmäisen ja Toisen tarkkavaaituksen havaintoja käyttäen määritetty maannousukartta löytyy julkaisusta (Kääriäinen, 1953). Myös Toisen tarkkavaaituksen julkaisu (Kääriäinen, 1966) sisältää maannousukartan. Uudemmista määrityksistä mainittakoon Suutarisen tekemä uudelleentasoitus Ensimmäisen ja Toisen tarkkavaaituksen aineistosta (Suutarinen, 1983). Kolmannen tarkkavaaituksen edetessä on tehty muutamia maannousun määrityksiä. Maamme eteläosan maannoususta antoi tietoa (Kakkuri ja Vermeer, 1985). Kun kaikissa kolmessa vaaituksessa yhteinen verkko oli mitattu, voitiin alueen maannousu määrittää (Mäkinen ja Saaranen, 1998a). Lähes valtakunnallinen maannousukartta on julkaisussa (Saaranen ja Mäkinen, 2002). 201

Nykyaikana on tehty määrityksiä käyttäen pysyvien GPS asemien havaintoja. Määrityksissä on mukana GPS asemia koko Fennoskandian alueelta (Scherneck et al., 2003). Merenkorkeushavaintoja käyttäen on tehty lukuisia tutkimuksia (Vermeer et al., 1988; Johansson et al., 2004). Toistetut tarkkavaaitukset mahdollistavat maannousuerojen tarkan määrittämisen, mutta niiden avulla ei ole mahdollista määrittää maannousulukemien lähtötasoa. Tässä julkaisussa maannousuerot on kiinnitetty merenkorkeushavainnoista laskettuun maannousuarvoon 2.63 mm/v Hangon mareografilla (Johansson et al., 2004). Tämä luku ilmoittaa kallioperän keskimääräisen vuosittaisen nousun nopeuden merenpintaan nähden. Lukuun on tehty NAOtalvi indeksin mukainen korjaus. Maannousu maan massakeskipisteen suhteen on nopeampaa, sillä maannousulukemia pienentää merenpinnan ja geoidin nousu. Sopiva arvio merenpinnan nousun nopeudelle on 1.5 mm/v (Gornitz, 1995). Vertailun vuoksi todettakoon, että pysyvien GPS asemien havainnoista laskettu BIFROST malli antaa kyseisessä paikassa maannousunopeudeksi 4.3 mm/v (Scherneck et al., 2003). Tämä maannousu on laskettu maan massakeskipisteen suhteen. Yksityiskohtainen vertailu eri tavoilla saatujen tulosten eroista löytyy esimerkiksi julkaisusta (Mäkinen et al., 2003). 2. MATEMAATTINEN MALLI JA MAANNOUSUKARTTA Maannousun määrittäminen on periaatteessa yksinkertainen tehtävä. Määritetään kiintopisteen korkeus ainakin kahdella eri ajanhetkellä ja jaetaan havaittu muutos korkeudessa mittaushetkien välisellä ajalla. Tarkkavaaituksessa havaitaan vain korkeuseroja, joten suoraa informaatiota maannousun absoluuttisesta suuruudesta ei saada vaaitushavainnoista. Tällöin joudutaan turvautumaan muilla menetelmillä määritettyihin maannousuarvoihin lähtötason määrittämisessä. Tasoitukseen on valittu edustava kiintopistejoukko kalliopisteitä. Ensimmäisen vaaituksen alueella nämä pisteet kuuluvat pääsääntöisesti kolmeen vaaitukseen. Pohjois Suomessa pisteet kuuluvat ainoastaan Toiseen ja Kolmanteen vaaitukseen. Valintakriteereinä ovat pisteen stabiilisuus ja alueellinen jakautuminen. Kiintopisteiden luotettavuutta on tutkittu esimerkiksi julkaisussa (Lehmuskoski, 1996). Joukosta on poistettu ne kiintopisteet, joiden korkeus edellisestä vaaituksesta poikkeaa tilastollisesti merkittävästi odotetusta arvosta. Mikäli mahdollista on pyritty siihen, että kiintopisteiden välinen etäisyys on korkeintaan 10 kilometriä. Varsinkin maamme pohjoisosissa on joitakin pitkiä välejä ilman käyttökelpoisia pisteitä. Tähän on vaikuttanut kalliopisteiden vähäisyys aikaisemmissa vaaituksissa. Vuosikymmeniä sitten ei kiintopisteiden perustaminen kallioon ollut ensisijainen valinta, vaan sen edelle meni usein kiintopisteen helppo saavutettavuus vaaitusreitiltä. Tehdyn korkeuserohavainnon, kiintopisteiden korkeudet tasoitusepookissa ja kiintopisteiden korkeuden muutoksen nopeuden sitoo yhteen havaintoyhtälö Mallin termit ovat: yi (, jk, ) h( jt, ) hit (, ) hj ( ) hi () ti (, jk, ) t ei (, jk, ) 0 0 0. 202

Kuva 1. Vaaituksien avulla määritetty maannousunopeus. Yksikkö on millimetriä vuodessa. Pisteet ilmaisevat laskennassa käytettyjen pisteiden sijainnit. Tässä esitetyssä mallissa lähtötaso on otettu Hangon mareografista, 2.63 mm/v. 203

y( i, j, k) kiintopisteiden i ja j välinen mitattu korkeusero vaaituksessa k, k 1,2,3 ti (, jk, ) havaintohetki (epookki), t 0 h ( i), h ( j) Tasoitusepookki kiintopisteiden i ja j maannousunopeudet (tuntemattomia), hit (, 0), h( jt, 0 ) kiintopisteiden i ja j korkeudet tasoitusepookissa t 0, (tuntemattomia), ei (, jk, ) Havaintovirhe. Matemaattisen mallin esitys matriisimuodossa ja selvitys vaaitustarkkuuksien määrittelystä löytyy esimerkiksi viitteestä (Mäkinen ja Saaranen, 1998a). Tasoituksessa ei ole käytetty sulkuvirheistä laskettuja ns. a priori tarkkuuksia, vaan niiden sijasta on käytetty varianssikomponenttiestimoinnin antamia tarkkuusarvioita. Käytetty tekniikka on nimeltään MINQUE (Rao, 1971). Estimoidut kilometrikeskivirheet kolmelle vaaitukselle ovat 2.01, 0.57 ja 0.88. Estimointi on suoritettu kolmen vaaituksen yhteisellä alueella. mm km Käytetyssä mallissa määritetään korkeudet ja maannousuarvot samanaikaisesti. On mahdollista laskea maannousu ilman korkeuksien määrittämistä. Eri tasoitustekniikkojen antamista tuloksista on kirjoitetuksessa (Mäkinen ja Saaranen, 1998b). Tasoitustekniikan vaikutus on vähäinen. Mallia laskettaessa oli havaintoja yhteensä 1223 ja kiintopisteitä 462. Kaikki tasoituksen pisteet ovat kalliossa olevia kiintopisteitä. Maannousun määrityksen tarkkuus heikkenee sen mukaan, miten kauaksi etäännytään kiinnitetystä pisteestä. Pohjoisimpien pisteiden maannousuarvon määrityksen tarkkuus on noin 0.6 mm/vuosi. Kuva 1. on piirretty GMTohjelmistoa käyttäen (Wessel ja Smith, 1998). Kuvaa tehtäessä on on käytetty GMT ohjelmiston blockmean rutiinia, jonka avulla on tehty 1 x 0.5 esisuodatus tasoitustulokselle. Tämä toimenpide yhdessä kiintopisteiden huolellisen valinnan kanssa on tuottanut maannousukuvan, josta mahdolliset todelliset paikalliset anomaliat kuten myös vaaitusvirheiden seurauksena seurauksena syntyneet epätasaisuudetkin on karsittu pois. LÄHTEET Blomqvist E, Renqvist H (1910): Das Präcisionsnivellement Finlands 1892 1910. Fennia 31:2, 1 265. Gornitz V. (1995): Monitoring sea level changes. Climatic Change 31:515 544. 204

Johansson, M.M., Kahma, K.K.,Boman, H.& Launiainen J. (2004): Scenarios for sea level on the Finnish coast. Boreal Env. Res. 9: 153 166. Kakkuri J. and J. Kääriäinen (1977): The Second levelling of Finland for the Åland archipelago. Publ. Finn. Geod. Inst. N:o 82. Kakkuri J, Vermeer M (1985): The study of land uplift using the Third Precise Levelling of Finland. Rep. Finn. Geod. Inst. 85:1. Kääriäinen E. (1953): On the recent uplift of the Earth s crust in Finland. Veröff. Finn. Geod. Inst. 42. Kääriäinen E. (1963): Suomen toisen tarkkavaaituksen kiintopisteluettelo I. Geodeettisen laitoksen julkaisu N:o 57. Kääriäinen E. (1966): The Second Levelling of Finland in 1935 1955. Publ. Finn. Geod. Inst. 61. Lehmuskoski, P. (1996): Active fault line search in southern and central Finland with precise levellings. Rep. Finn. Geod Inst. 96:5. Lehmuskoski, P. (2005): Vaaitusten sulkuvirheistä lasketut tarkkuudet. Geodeettinen laitos. Sisäinen muistio. Rao, CR (1971): Estimation of variance and covariance components Minque Theory. J. Multivariate Analysis 1: 257 275. Mäkinen, J., H. Koivula, M. Poutanen and V. Saaranen, (2003): Vertical Velocities in Finland from Permanent GPS Networks and from Repeated Precise Levelling. J. Geodynamics, Vol 35, 443 456. Mäkinen J. and V. Saaranen (1998a): Determination of postglacial land uplift from the three precise levellings in Finland. J. Geodesy, 72: 516 529. Mäkinen J. and V. Saaranen. (1998b): Computation of Land uplift from the three Precise Levellings in Finland. Proceedings of the 13 th general meeting of the Nordic Geodetic Commission, May 25. 29., 1998, Gävle, Sweden. Saaranen V. and J. Mäkinen, (2002): Determination of land uplift from the three precise levellings in Finland, status in 2002. Proceedings of the XIV General Meeting of the Nordic Geodetic Commission (Ed. M. Poutanen, H. Suurmäki). Scherneck H. G., J.M. Johansson, G. Elgered, J.L. Davis, B. Jonsson, G. Hedling, H. Koivula, M. Ollikainen, M. Poutanen, M. Vermeer, J.X. Mitrovica, and G.A. Milne, (2002): BIFROST: Observing the Three Dimensional Deformation of Fennoscandia, in Glacial Isostatic Adjustment and the Earth System, edited by J.X. Mitrovica and B.L.A. Vermeersen, Geodynamics Series, Volume 29, Amer. Geophys. U, Washington, D.C. 205

Suutarinen O. (1983): Recomputation of land uplift values in Finland. Rep.Finn. Geod. Inst. 83:1. Takalo M. (1977): Suomen toisen tarkkavaaituksen kiintopisteluettelo II. Suomen Geodeettisen laitoksen julkaisu N:o 83. Takalo M. and J. Mäkinen (1983): The Second levelling of Finland for Lapland. Publ. Finn. Geod. Inst. N:o 99. Vermeer M., Kakkuri J, Mälkki P, Boman H, Kahma KK, Leppäranta M (1988): Land uplift and sea level variability spectrum using fully measured monthly means of tide gauge readings, Finnish Marine Research 256: 3 75. Wessel P. and Smith W.H.F. (1998): New, improved version of the Generic Mapping Tools released. EOS Trans. Amer. Geophys. U. 79:5. 206