Varje mätning börjar på noll. Detta enkla faktum är allt annat än trivialt när det gäller att mäta geografiska höjder, eftersom åsikterna länge gått isär om hur medelhavsnivån ska definieras. Havsnivån som referenspunkt förändras inte bara med tidvattnet utan skiljer sig också beroende på var den mäts. Att den globala uppvärmningen orsakar förändringar i havsnivån gör inte saken lättare. Vid Max Planck Institute for the History of Science, Wilko Hardenberg fokuserar på denna variabelreferens och dess historia.

Hur högt är havet? Vid första ögonkastet, svaret verkar enkelt:noll meter. För cirka 200 år sedan, ansträngningar gjordes för att exakt fastställa denna nollpunkt, eller, för att vara mer exakt, ett medelvärde av havsnivån som referens. De första självregistrerande mätarna konstruerades i Storbritannien omkring 1830. Dessa mätinstrument kunde registrera vattennivåer regelbundet under långa perioder, så att en medelhavsnivå kan beräknas från de individuella mätningarna. År 1831, Den brittiske ingenjören John Augustus Lloyd föreslog att värdet skulle användas som referenspunkt för att mäta höjder. Idén fick han när han beräknade höjdskillnaden mellan London Bridge och Sheerness vid Themsens mynning.

Från mitten av 1800-talet, flera länder etablerade ett eget nätverk av självregistrerande mätare. Från de uppgifter som erhållits, de beräknade medelhavsnivån och började använda den som nollpunkt för geodetik. Wilko Hardenberg från Max Planck-institutet för vetenskapshistoria menar att de ansträngningarna var behäftade med osäkerheter redan från början. Geografen och historikern forskar om ursprunget till referensvärden som används idag för att fastställa antropogena miljöförändringar. "Faktiskt, havet är opålitligt som referenspunkt. Den är i konstant rörelse. Genom att fastställa en nollpunkt, du definierar på konstgjord väg en måttstock, en gräns mellan hav och land som är frikopplad från faktiska förhållanden."

Det skiftande havet

Det tog inte lång tid för verkligheten att komma ikapp lantmätarna. På 1860-talet, metrologer i Centraleuropa gick samman i syfte att exakt bestämma longituder och breddgrader i Europa. På förslag av den preussiske militära lantmätaren Johann Jakob Baeyer, Central European Arc Measurement Committee inrättades och fick i uppdrag att definiera en gemensam referenspunkt för höjdmätning. "Vid den tiden, det antogs att alla hav som omger Europa hade samma ytnivå, " säger Hardenberg. "Folk var övertygade om att en gemensam referenspunkt lätt kunde fastställas. Dock, när exakta nationella mätningar jämfördes, betydande skillnader mellan uppgifterna från de olika länderna blev uppenbara."

Land under havsytan vid Medelhavet

Långa debatter följde, men inget avtal. De nationella referenspunkterna förblev på plats, och detta arrangemang bekräftades ännu en gång i slutet av 1920-talet. Höjdskillnaderna är ganska betydande:Amsterdam-nivån antogs av det tyska riket 1879. Österrike slog sig ner på nivån i Trieste 1875, som är 34 centimeter lägre. Kronstadtnivån som används av östeuropeiska länder, som mättes mellan 1825 och 1839, sätter nollpunkten 14 centimeter över Amsterdam-standarden, medan Oostende-nivån som bestäms i Belgien är 230 centimeter lägre.

Europeiska unionen har försökt komma överens om en gemensam nivå sedan 1990-talet. Amsterdam-nivån valdes som referenspunkt för European Vertical Reference System (EVRS) – ganska godtyckligt enligt Hardenberg. "Det ironiska är att den här nivån inte ens definierar en medelhavsnivå utan snarare en hög vattenpunkt." Dessutom, nivån definierades redan 1683/84, långt innan precisionsmätningar var möjliga. "Eftersom Medelhavet är låglänt, vissa områden mäter under nollnivån på Amsterdamskalan. Det är precis vad länder vill undvika, det är därför de håller sig till sina egna referenspunkter", förklarar vetenskapshistorikern. "Och andra referenssystem finns i alla fall i USA och Kanada."

Nu för tiden, havsnivån kan bestämmas mycket mer exakt med hjälp av satellitdata. Självklart, detta löser inte problemet med standardisering. Även skillnader i temperatur och variationer i salthalt och kontinuerliga luft- och havsströmmar kan resultera i skillnader på upp till två meter.

Förändring i perspektiv från land till hav

Bortsett från mätningen av höga föremål, bestämningen av havsnivån i slutet av 1900-talet har fått ny betydelse. Klimatförändringarna har blivit centrala för forskningen och även för frågan om hur den globala uppvärmningen påverkar kustvattennivåerna. När det gäller havsnivån, detta har flyttat det vetenskapliga fokus från land till vatten. Sättet på vilket denna perspektivförskjutning har skett är kärnan i Wilko Hardenbergs forskningsprojekt. "Faktum är att förändringar i medelhavsnivån undersöktes redan på 1800-talet, " säger vetenskapshistorikern. "På den tiden, dock, de tillskrevs inte en ökning av vattnet utan till kustnära sättningar. Den första uppmaningen att analysera havsnivåförändringar går tillbaka till 1948."

I dag, det anses som ett faktum att den genomsnittliga havsnivån har stigit över hela världen under de senaste 150 åren. För att exakt bestämma storleken på ökningen, data från tidigare århundraden är ovärderliga. "Det är viktigt att veta hur uppgifterna erhölls, " understryker Wilko Hardenberg.

Den utdragna debatten om en gemensam nollnivå har förmörkats av analysen av historiska förändringar. Satellitdata från de senaste 20 åren visar att havsnivåerna varierar mycket från region till region. Följaktligen, fokus läggs återigen på regional nivå. De första tillförlitliga uppgifterna definierar inte ett långsiktigt medelvärde utan snarare en ny nollpunkt för forskning.