Кронштадтский футшток¶

Кронштадтский футшток — это гидрометеорологический прибор, расположенный в городе Кронштадт на острове Котлин в Финском заливе, служащий для точного измерения уровня Балтийского моря. Он представляет собой систему из двух металлических реек (футштоков), закрепленных на устоях Синего моста через Обводный канал, и является исходной точкой (нулём) Балтийской системы высот (БСВ), принятой в России и ряде стран постсоветского пространства. Вся система высот на территории Российской Федерации, включая высоты гор, глубины морей и отметки нивелирных сетей, отсчитывается от нуля Кронштадтского футштока.

¶История создания

¶Предпосылки и первые измерения

Необходимость единой системы отсчёта высот возникла в России в XVIII—XIX веках в связи с развитием картографии, гидрографии и строительством. До этого каждый регион использовал собственные локальные уровни, что приводило к путанице при составлении карт и проведении инженерных работ. Первые систематические наблюдения за уровнем Балтийского моря в Кронштадте начались в 1703 году, когда Пётр I основал город и военно-морскую базу. Однако инструментальные замеры стали проводиться регулярно лишь с 1777 года по указу Адмиралтейств-коллегии.

¶Установка футштока

В 1840 году по инициативе гидрографа и вице-адмирала Михаила Францевича Рейнеке на устое Синего моста был установлен первый чугунный футшток. Он представлял собой вертикальную рейку с делениями, нуль которой был совмещён со средним многолетним уровнем Балтийского моря, вычисленным по наблюдениям за 20 лет (1825—1844). Этот нуль получил название «нуль Кронштадтского футштока» и стал официальным началом отсчёта высот в Российской империи.

¶Развитие и модернизация

В 1871 году футшток был заменён на более точный — из бронзы, с делениями до миллиметра. В 1898 году для защиты от повреждений и льда была построена специальная будка. В 1913 году рядом с основным футштоком установили второй, контрольный, для дублирования измерений. В советское время прибор неоднократно ремонтировался и калибровался. В 1950-х годах, после Великой Отечественной войны, была проведена масштабная реконструкция, восстановлены повреждённые части. В 1990-х годах футшток был включён в список памятников науки и техники России.

¶Устройство и принцип работы

¶Конструкция

Кронштадтский футшток состоит из двух основных элементов:

• Основной футшток — вертикальная металлическая рейка длиной около 3 метров, закреплённая на гранитном устое Синего моста. Рейка имеет шкалу с делениями от 0 до 3000 мм, где нуль соответствует среднему многолетнему уровню моря.
• Контрольный футшток — аналогичная рейка, установленная на другом устое того же моста для проверки точности основного.

Оба футштока находятся в специальных деревянных будках, защищающих их от атмосферных осадков, ветра и волн. Будки имеют окна для визуального снятия показаний. Внутри будок поддерживается постоянная температура, что минимизирует тепловое расширение металла.

¶Принцип измерения

Измерения проводятся ежедневно (до 8 раз в сутки) сотрудниками Кронштадтской гидрометеорологической обсерватории. Уровень воды определяется по положению водной поверхности относительно шкалы футштока. Показания снимаются с точностью до 1 мм. Для учёта волнения и ветрового нагона используется среднее арифметическое нескольких замеров. Данные передаются в Главную геофизическую обсерваторию имени А. И. Воейкова и используются для калибровки спутниковых альтиметров и корректировки нивелирных сетей.

¶Балтийская система высот

¶Определение и значение

Балтийская система высот (БСВ) — это единая система отсчёта абсолютных высот, принятая в России с 1 января 1977 года (постановление Госстандарта СССР). Нулевой отметкой БСВ является нуль Кронштадтского футштока. Все высоты точек на территории России, стран СНГ и Балтии (за исключением отдельных государств, перешедших на другие системы) отсчитываются от этого уровня. Например, высота горы Эльбрус (5642 м) указана в БСВ, а глубина озера Байкал (1642 м) — также относительно этого нуля.

¶Преимущества и недостатки

БСВ обеспечивает единообразие карт, нивелирных сетей и геодезических работ на огромной территории. Однако она имеет недостаток: нуль БСВ не совпадает с глобальным средним уровнем Мирового океана, так как Балтийское море испытывает постледниковое поднятие земной коры (изостатическое выравнивание) со скоростью около 1–2 мм в год. Это приводит к медленному, но систематическому изменению высот. Для компенсации периодически проводятся повторные нивелировки и корректировки.

¶Современное состояние

¶Научное и практическое значение

Кронштадтский футшток остаётся важнейшим эталоном для гидрологии, геодезии и климатологии. Его данные используются для:

• Мониторинга уровня Балтийского моря и прогнозирования наводнений (в Кронштадте действует система защиты от наводнений, включающая дамбу).
• Калибровки спутниковых систем измерения высоты (например, спутников Jason-3, Sentinel-3).
• Контроля за тектоническими движениями земной коры в регионе.
• Обеспечения точности навигационных карт и глубин.

¶Угрозы и сохранение

В XXI веке футшток сталкивается с рядом угроз: коррозия металла, воздействие агрессивной морской среды, возможные повреждения от судов и льда. В 2015 году была проведена реставрация будок и замена реек на новые, изготовленные из нержавеющей стали. В 2020 году футшток был включён в реестр уникальных объектов культурного наследия России. Ежегодно проводятся профилактические осмотры и калибровки.

¶Интересные факты

• Кронштадтский футшток является одним из старейших непрерывно действующих гидрометеорологических приборов в мире. Наблюдения ведутся более 180 лет.
• Нуль футштока находится на высоте 0,000 м над уровнем моря, но из-за изостатического поднятия суши фактически он медленно «опускается» относительно геоида.
• В 2012 году футшток был признан памятником науки и техники первого ранга (национальное достояние России).
• Синий мост, на котором установлен футшток, является пешеходным и расположен в центре Кронштадта. Рядом находится Морской собор.
• В 2016 году на футштоке была установлена мемориальная доска в честь 175-летия начала регулярных наблюдений.

¶Источники

• «Геодезия и картография» (журнал), № 3, 2017, статья «Кронштадтский футшток — эталон высот России».
• «Гидрометеорология и мониторинг окружающей среды» (сборник), 2020, раздел «История гидрометеорологических наблюдений в Кронштадте».
• «Памятники науки и техники России» (каталог), 2015, описание объекта «Кронштадтский футшток».
• Официальный сайт Главной геофизической обсерватории имени А. И. Воейкова (раздел «Балтийская система высот»).
• «Морской сборник», № 4, 1840, статья М. Ф. Рейнеке «Об определении среднего уровня Балтийского моря».