Рельеф и батиметрия: как глобус получает объём

Покрутите наш глобус в теме «Природа» — и увидите, как Тибет наливается коричневым, вдоль Анд ложатся тени, а рядом с Марианскими островами океан темнеет почти до черноты. Карта «знает» высоту каждой горы и глубину каждой впадины. Откуда? Рассказываем про цифровые модели рельефа, проект GEBCO и то, как числа превращаются в объёмную картинку.

Рельеф как таблица чисел

Компьютерная карта хранит рельеф в виде цифровой модели рельефа (ЦМР, по-английски DEM): земной шар накрывают частой сеткой, и в каждой ячейке записывают одно число — высоту поверхности над уровнем моря. Горы — большие положительные числа, океанские впадины — отрицательные. Модель, в которой суша и морское дно описаны единой непрерывной сеткой, называют топобатиметрической: «топо» — рельеф суши, «батиметрия» — измерение глубин.

GEBCO: столетний проект карты океана

Мы используем модель GEBCO — Генеральной батиметрической карты океанов. Это один из старейших научных картографических проектов мира: первую серию карт океанских глубин издали ещё в 1903 году под покровительством князя Монако Альбера I, увлечённого океанографа. Сегодня GEBCO — совместная программа Международной гидрографической организации и Межправительственной океанографической комиссии ЮНЕСКО.

Современная модель GEBCO — это сетка с шагом 15 угловых секунд: около 450 метров на экваторе, примерно 3,7 миллиарда значений высот и глубин на весь земной шар. Она объединяет промеры исследовательских судов, данные спутников и национальных гидрографических служб.

Как число становится цветом

Высоты раскрашиваются гипсометрической шкалой — той самой, что в школьном атласе: низменности зелёные, возвышенности жёлтые, горы коричневые; мелководье голубое, глубины тёмно-синие. Мы сознательно сохранили атласную палитру — глаз, привыкший к школьной карте, читает её без словаря. Точные ступени шкалы всегда можно посмотреть в легенде на карте.

Объём картинке даёт отмывка рельефа: рельеф освещается виртуальным солнцем с северо-запада, и склоны, обращённые от света, затеняются. Это чистая условность — в северном полушарии солнце с северо-запада не светит, — но именно при таком освещении хребты не «выворачиваются» в долины. Отмывку суши мы делаем выразительной, отмывку дна — нарочно спокойной: подводные хребты должны читаться, не споря с сушей.

Хитрость: суша ниже уровня моря

У раскраски «по высоте» есть ловушка: Прикаспийская низменность лежит на 28 метров ниже уровня моря, Турфанская впадина в Китае — на 150. Если красить только по числу, они получились бы «морскими» — синими посреди суши. Поэтому перед раскраской модель делится маской «суша/вода»: сухая земля ниже нуля остаётся зелёной, а Каспий, лежащий в той же низменности, — синим. Мелочь, но именно из таких мелочей складывается грамотная карта.

Лёд поверх камня

Белые пятна Антарктиды и Гренландии — отдельный слой ледников (эти контуры — из Natural Earth, о котором была первая часть цикла). По одной лишь высоте лёд не отличить от голого высокогорья — приходится знать, где он лежит. Важная деталь: для покрытых льдом территорий наша карта показывает высоту поверхности ледника, а не скрытого под ним скального основания — так делает и большинство атласов.

Одна шкала на всю планету

Топобатиметрическая модель позволяет показать на одной шкале весь размах рельефа Земли — от Марианской впадины (около −11 000 м) до Эвереста (8849 м): почти двадцать километров перепада. На глобусе особенно хорошо видно, как срединно- океанические хребты опоясывают планету «швами» — на плоской карте они распадаются на куски по краям листа.

Посмотрите сами

Откройте карту, переключитесь на тему «Природа» и включите глобус. Разверните легенду — там шкалы высот и глубин, о которых шла речь. А если хочется узнать, откуда на карте границы, реки и озёра, — прочитайте первую часть цикла про Natural Earth.