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海平面(Sea level),是的平均高度。它是通过与标准平面的高度比较来确定的,然而由于牵涉到一些复杂且困难的测量,使得精确确定海平面成为一个困难的工作。 测量海平面的仪器叫做验潮仪,一般微风所导致的海面的波浪可以通过平均的方法消除掉,潮汐所导致的海平面的升高和跌落也可以通过长时间的观测后取平均值的方法消除掉。海平面的测量总是相对于陆地的测量,因此海平面的变化可以是真正地由于海面的变化导致的,也可以是由于陆地的变化导致的。变动原因为水压均衡、冰川均衡、流变均衡。

简介

海平面指在某一时刻假设没有潮汐、波浪、海涌或其他扰动因素引起的海面波动,海洋所能保持的水平面。其高度系利用人工水尺和验潮仪长期观测而得。按观测的时间长短不同分为:日平均、月平均、年平均和多年平均海平面。日平均海平面不但随天气状况而变化,且具有季节、半年、一年和多年周期变化。月平均海平面年内最高值和最低值之差(年较差):渤海60~70厘米,黄海35~50厘米,东海30~35厘米,南海20~40厘米。年平均海平面较差可达10厘米左右。中国于1956年规定,以青岛验潮站观测所得的多年平均海平面为全国统一的高程起算面,称为青岛平均海面或黄海基准面。中国地形图上所指的海拔高度,就是从这个海平面起算的。

尽管风、海底地震潮汐总是引起的海面涨落,但是人们还是认为海面是平坦的。随着人造卫星测量技术的发展,人们发现,甚至风平浪静的海面也是坑坑洼洼的。有些地区海面凸起,有些地区海面凹陷。两者最大可以相差100多米。但是,因为海平面凹凸的变化在1000千米以上的广泛范围内逐渐变化,所以不容易被航海者察觉。

通过卫星测量,人们发现海洋表面有三个较大的隆起区域,一个在澳大利亚东北部海区,隆起高达76米;第二个区域在北大西洋,隆起高度是68米;另一个在非洲东南部,隆起区域高为48米。另外,地球上还有三个较达的凹陷区域,一个在印度洋上,凹陷深达112米;第二个区域在加勒比海,凹陷深度为64米;第三个区域在加利福尼亚以西,凹陷深度为56米。

海平面的高度并不是一成不变的。海平面的上升和下降对人类的生活会产生巨大的影响。影响海平面升降的因素很多。比如,温室效应使地球南极和北极的冰雪大量融化,就会引起海平面上升。地质学家告诉我们,在地球漫长发展的历史中曾经有7次特大的冰期,每次冰期都会引起海平面的大幅度下降。海洋是一个开放系统,不停地与地球内部存在着水分循环和交流。由于现代地幔水陆续不断地渗入海中,而导致海平面正在以每年1毫米地速度上涨。海水地盐度、密度和温度对海洋水体的体积影响巨大。根据推算,如果全球海水的盐度从35降到34.9,就足以使全球海平面上升1.9厘米。海底的扩张速度是另一个影响海平面的原因。当海底板块扩张速度加快时,大洋中脊体积变大,结果使海水益处正常的海岸线而侵入大陆内部,造成海平面上。

高度

其高度系利用人工水尺和验潮仪长期观测而得。按观测的时间长短不同分为:日平均、月平均、年平均和多年平均海平面。日平均海平面不但随天气状况而变化,且具有季节、半年、一年和多年周期变化。月平均海平面年内最高值和最低值之差(年较差):渤海60~70厘米、黄海35~50厘米、东海30~35厘米、南海20~40厘米。年平均海平面较差可达10厘米左右。中国于1956年规定,以青岛验潮站观测所得的多年平均海平面为全国统一的高程起算面,称为青岛平均海面或黄海基准面。中国地形图上所指的海拔高度,就是从这个海平面起算的。

不平性

为什么海平面不平呢?

这要从影响海平面不平的两个主要因素谈起。一是涨潮、落潮、风暴和气压高低等因素,使海面始终不能归于平静;二是海底地形的不同,也决定了海面的不平。

我们知道,海底的地形是十分复杂的,它不仅分布有巍峨的海底山脉、平缓的海底平原,而且还有许多陡峭的海底深沟。由于受海底地形的影响,一个海区的海面会低于或高于另一个海区几米、甚至十几米。据科学家们使用雷达(无线电)高度计测量,发现在大西洋海面不同海域存在着高度差,甚至在美国南卡罗来纳州和波多黎各岛之间比较小的海域内,也存在着高度差。一般来说,海底是一座山脉的地区,海面就比其他海域高一些;而海底是一个盆地的地区,海面就比其他海域要低一些。比如,同是大西洋海域,波多黎各海下是一片凹地,因而这一地区的海面就比周围地区明显的低;而巴西东部由于海下有一座3500米的海岭,所以这里的海面就比其他地区要高。

此外,有时海面的高低还与附近的巨大的山脉或山脉所组成的物质的积聚有关。这种物质的积聚,可以使其表面引力弯曲,从而形成一种动力,驱使水离开一个地区而流向另一个地区。

尽管风、海底地震和潮汐总是引起的海面涨落,但是人们还是认为海面是平坦的。随着人造卫星测量技术的发展,人们发现,甚至风平浪静的海面也是坑坑洼洼的。有些地区海面凸起,有些地区海面凹陷。两者最大可以相差100多米。但是,因为海平面凹凸的变化在1000千米以上的广泛范围内逐渐变化,所以不容易被航海者察觉。

通过卫星测量,人们发现海洋表面有三个较大的隆起区域,一个在澳大利亚东北部海区,隆起高达76米;第二个区域在北大西洋,隆起高度是68米;另一个在非洲东南部,隆起区域高为48米。另外,地球上还有三个较大的凹陷区域,一个在印度洋上,凹陷深达112米;第二个区域在加勒比海,凹陷深度为64米;第三个区域在加利福尼亚以西,凹陷深度为56米。

地球上,严格的来说,从全球整体看:“海平面也不是平面”。地球的表面是曲面,海水受地心引力影响依附在地表,因此地球上的海“平”面也是曲面。

变动原因

冰川

在气候寒冷的地质时期,极地周围形成冰盖,海洋中的海水量减少,海平面降低。当气候转暖,冰盖融化,冰水流回大洋,海平面升高。不同学者估计全球现代冰川体积在(20~34.75)×10□立方公里之间,如果全部融化,将使海面升高50~85米(未考虑因海水增多而发生的海底均衡下沉)。按第四纪末次冰期冰盖的体积估算,当时的海平面比目前低135米。这种海面升降的幅度各学者估计不尽相同,主要看如何估计南极大陆的冰盖厚度。尽管如此,第四纪以来海平面变动主要是由冰川消长所引起的论点已基本上得到公认。

构造

因构造而引起的海平面变动有的是全球性的,有的是局部地区性的。

引起全球性海平面升降变动的构造作用是洋盆容积的变化、洋底下沉或新洋盆形成。世界洋盆的总容积增大,导致海平面降低。相反,洋底抬升,某些洋盆消失,可使海平面升高。板块构造学说认为海平面变动与海底扩张速率有关。大洋中脊上增生的物质是热的,随着时间的推移而逐渐冷却,变得致密,因而洋底岩石圈在横向扩张移动过程中随时间而下沉。如果海底扩张速率很快,距中脊顶部一定距离的洋底没有足够时间以冷却到“正常”程度,洋底就比正常情况下高,因而即使海水量不变,由于洋盆容积减小,海面也会升高。相反,海底扩张速率很慢,海面降低。海底扩张速率变化引起的海平面变动,周期长达数百万年,变化幅度可达300~500米。另外,还有人认为大洋中脊系长度变化会影响洋盆的容积。在大陆分裂期大洋中脊发展,导致世界范围的海侵,而在大陆汇聚形成超大陆时,则造成海退。

局部性的地壳升降运动,引起区域性的海平面变动。这种变动不是海平面与地心之间的距离变化,而是由于地壳升降,导致海面相对于陆面之间的距离发生变化。这种变动往往叠加在全球性海平面变动之上。

水准面

大地水准面受地球重力控制。由于地球内部物质分布不均匀,由此引起重力的变化,大地水准面的形态也随之变化。这种海平面变动表现为有些海区海平面升高,另一些海区海平面降低,从而使全球各地海平面升降既不一致,也不规则。如1976年N.A.默纳尔指出,新几内亚的高海平面与马尔代夫群岛附近的低海平面高差约180米。

水压均衡

当冰盖融化,冰水回流入海,海底因水负载增加而下沉,直到新的平衡建立为止。有人估计近7000年来因负载影响洋盆下沉了 8米,大陆上升了16米。其对陆架区的影响更显着。

冰川均衡

在覆冰区巨大的冰盖使下伏的地壳下沉,因岩石圈具有弹性,下沉范围远超过覆冰区;而在冰前沉陷区外侧,地壳向上弹性隆起。当冰盖消融后,地壳又因弹性恢复到原来的状态。末次冰期以来,在斯堪的纳维亚地区均衡上升了约300米,现仍以每百年一米的速度继续上升。

流变均衡

地球流变论认为在各种因素作用下粘弹性地球和其上的水体一起调整达到平衡状态。因此上述的冰川及水压均衡的影响不是局部性的,它波及全球,形成若干海面上升区和下降区。J.A.克拉克提出了全新世(15000年)以来全球海平面变化的数学模式,他把世界大洋分为6个海面升降各不相同的地带,指出由冰川作用引起的海平面变动,在各地是不一致的。这一模式已得到全球13个地点观测资料的证实。

上述各种因素中,全球性构造运动对整个地史时期的海平面变动起决定性作用。第四纪以来,冰川作用对海平面变动影响最大。其他诸因素由这两个因素派生出来。此外,影响海平面变化的因素还有:海洋中沉积物的堆积,地球内部的水通过海底火山作用进入大洋,河流湖泊的变化等。

最新变化

2016年3月23日,国家海洋局召开发布会,公布2015年《中国海平面公报》与《中国海洋灾害公报》。去年,我国沿海海平面较常年高9厘米,为1980年以来第4高位。35年来,我国海平面增长约11厘米,近10年海平面上升趋势明显。

《中国海平面公报》显示,2015年,中国沿海海平面较常年高9厘米,较2014年低2.1厘米,为1980年以来的第4高位。近30年,中国沿海的十年际海平面呈明显上升趋势。2006至2015年,中国沿海平均海平面较1996至2005年和1986至1995年分别高3.2厘米和6.6厘米,为近30年来最高的10年。

1980年至2015年,我国海平面变化总体趋势为波动上升,年上升速度为3毫米,高于同期全球平均水平。其中,1980年我国海平面较常年低2厘米,2015年,我国沿海海平面较常年高9厘米,也就是说,35年来,我国海平面波动上升11厘米。

《中国海洋灾害公报》显示,2015年,我国海洋灾害总体灾情偏轻,各类海洋灾害共造成直接经济损失72.74亿元,死亡(含失踪)30人。其中,造成直接经济损失最严重的是风暴潮灾害,占总直接经济损失的99.8%;造成死亡(含失踪)人数最多的是海浪灾害,占总死亡(含失踪)人数的77%。

2019年11月19日,国家海洋信息中心预报减灾部派员赴江苏沿海,会同江苏省自然资源厅、江苏省海涂研究中心、江苏海洋大学等开展海平面变化影响调查评估技术交流,并对重点区域的海平面变化影响实地调查。

期间,调研人员专赴盐城新洋港河北侧射阳段海堤受侵蚀严重的岸段实地勘测。近年来此岸段岸线后退距离较大,已经修建了消浪防护桩。调研人员发现双洋港至斗龙港岸段由侵蚀向淤积过渡,且侵蚀与淤积分界点有逐渐南移趋势。通州湾滨海湿地植被种植与修复工程效果显着,堤上种植了景观植物、堤前大片的大米草湿地起到了防浪固岸的功能。在启东连兴港海监码头,调查人员就长江口北支咸潮入侵监测、数据收集与预警等进行了现场交流[1]

影响

全球海平面上升超7米南京将淹没

国家海洋局信息中心研究员刘克修表示,海平面上升的影响,对内陆来说不明显,主要影响沿海区域。去年,受气候变化及海平面上升累积效应影响,河北、江苏和海南省的海岸侵蚀范围加大,辽宁、河北、山东等省的海水入侵与土壤盐渍化严重,“咸水侵入土壤后,对地下淡水水脉会有影响”。高海平面还加剧了浙江、福建、广东等地的风暴潮灾害,给当地人民的生产生活和经济发展造成影响。

上升11厘米对于我国来说意味着什么呢?刘克修表示,全球海平面上升是由气候变暖导致的海水增温膨胀、陆源冰川和极地冰盖融化等因素造成的,我国海平面上升与全球气候变化有关。国外科学研究机构曾发布数据,将格陵兰岛、南极等区域的冰川全部融化后,全球海平面上升7至10米,那么中国的长江口可能要淹没到南京,“当然,这是很极端的情况,概率是非常小的”。单从数据上看,11厘米并不高,但需要综合考虑其对海岸侵蚀、海水入侵、土壤盐渍化以及风暴潮的影响。

美国

2016年3月15日,一项最新研究显示,气候变化导致的海平面不断上升,会使美国沿海地区处于危险中的居民比曾经认为的多出数百万人。

大多数对因海平面上升而受到威胁的沿海居民数量进行建模的此前研究,并未将人口增长这一因素考虑进来,尽管沿海地区是该国人口增长最为快速的区域之一。在最新研究中,科学家设计了一个试图解决该问题的模型。当模型将海平面抬高时,它基于诸如海拔、历史上发生洪水的风险等地理特征,推断出了哪部分沿海陆地区域将被淹没。随后,根据对受影响沿海地区进行的人口统计数据,研究人员能推断出在既定的时间后将有多少人生活在每个被淹没的地区。

该团队发现,海平面上升1.8米——通常是海平面上升预测的上限值,到2100年将会使太平洋、墨西哥湾和大西洋沿岸足够多的区域被淹,从而使1310万居民陷入危险中。如果海平面上升0.9米——这位于联合国预测的范围内,将影响420万人。3月15日,研究人员在《自然—气候变化》杂志上报告了这一发现。

两组数据均比研究人员利用现有人口数据设定的情景所发现的结果多出两倍。仅在佛罗里达州(如图所示),按照0.9米和1.8米的情景,将分别有120万人和180万人处于危险中。研究人员警告说,如果不采取适当的预防措施,包括从建造风暴潮屏障到制定灾难应急计划,海平面上升的影响会引发自20世纪早期和中期以来在美国从未见过的大规模移民潮。当时,数百万美国黑人离开南部,前往其他地区。这一事件又被称为“大迁徙”。[2]

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參考來源