凹凸不平的海平面 海平面 海平面-概述,海平面-不平性

海平面(Sea level),是海的平均高度。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。2009年12月1日,总部设在英国剑桥的南极研究科学委员会发布研究报告称,气候变化可能导致本世纪末海平面最高上升1.4米,这一最新预测是原先估计值的两倍多。

海平面_海平面 -概述


海平面

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。

海平面_海平面 -不平性


不同海平面高度下的大陆面积变化情况

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,甚至在美国南卡罗里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。

海平面_海平面 -变动性


7月份海平面等压线的分布

海水面的升降变动。它是海水量、水圈运动、地壳运动和地球形态变化的综合反映,地球演化的一个重要方面。海水时刻在运动,海平面也不断在变动。这种变动有短期的,如日变动、季节性变动、年变动和偶发性变动等,主要与波浪、潮汐、大气压、海水温度、盐度、风暴、海啸等因素有关,其升降幅度小,且常是局部的(见平均海平面);也有长期的,即地质历史期间的海平面变动,其变动幅度大,是大区域性的,甚至是全球性的。海洋地质学主要是研究长期的海平面变动。

长期海平面变动引起的最直接后果是海侵或海退。它导致海岸线移动,海陆变迁,对大陆架和海岸地貌、浅海与近岸沉积和矿产的基本特征产生很大影响,使海岸工程、港湾建筑遭受侵袭或废弃,河道由于基准面变化或淤或冲。因此研究海平面变化规律,预测其发展趋势,对研究第四纪地质、新构造运动、探索气候变化规律以及对于人类生活和生产都极为重要。

1906年,奥地利地质学家E.修斯提出了全球性海面变动的概念。他认为地史上主要的海侵和海退是由海洋盆地容积变化引起的。30年代,R.A.戴利发展了“冰川控制”概念,并对冰川消长引起的海平面升降值作了估算。60年代,板块构造说提出,板块扩张速率变动可导致洋盆容积的变化,进而控制海平面的升降。70年代,一些学者把地壳和水体当作统一的平衡体系,用地球流变观点研究地球各区域之间海平面升降的关系。1974年“国际地质对比计划”(IGCP)设立了海平面研究组织,加强了全球海面变化的对比研究。当前研究重点是关于世界海面变化的起因与未来发展的趋势问题。

海平面_海平面 -变动原因


海平面

海平面变动受多种因素的控制和影响,主要有:冰川-海平面变动,构造-海平面变动,大地水准面-海平面变动,水压均衡作用,冰川均衡作用和流变均衡作用等。

①冰川-海平面变动。
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。

②构造-海平面变动。
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。

③大地水准面-海平面变动。
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。

④水压均衡作用。
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著。

⑤冰川均衡作用。
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。

⑥流变均衡作用。
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。

海平面_海平面 -变化的影响

近年来,海平面变化加剧了风暴潮灾害,加大了洪涝威胁,减弱了港口功能,并且引发了海水入侵、土壤盐渍化、海岸侵蚀等问题,造成了沿海湿地的损失和动物的迁徙,使按原设计标准建设的沿海城市市政排污工程的排污能力降低,对环境和人类活动构成直接威胁,严重影响了沿海经济的发展。1998年到2000年的三年间,由于海平面较高,加剧了辽东湾、莱州湾、海州湾等岸段的海岸侵蚀,也加重了其它沿海低洼地区土地盐渍化和洪涝灾害,对当地经济和环境造成了一定影响。

海平面_海平面 -第四纪以来的变动


海平面

第四纪海平面变动的控制因素是冰川作用。随冰期-间冰期的交替,海平面脉动降升。35000年以前,海平面大致接近现在位置,末次冰期最盛期(约15000~20000年前),海平面约比现代海平面低130米左右,随后迅速上升到现代位置。对于全新世海平面上升的过程,大致有以下3种意见(见图不同学者所作的10000年来海平面变动曲线):①距今6000年前,海平面比现代海平面高3~4米,此后海平面上下波动,最后达到现代位置。②海平面持续上升,但在距今15000~5000年前迅速上升,之后缓慢上升到现代位置。③认为在3000~5000年前,海平面已升至现代位置,以后无大变动。很多人认为目前海平面正以每年1毫米的速度在上升。但是考虑到大地水准面-海平面变动等因素,不同地区的海平面变动过程应有所差异。

根据调查得知,在冰期低海面时,大片陆架浅海出露成陆,从而使日本与中国、亚洲与美洲(沿白令海峡)、英国与欧洲大陆、澳大利亚与新几内亚等相互连接,这对植物群和动物群(包括古人类)的迁移,有着深远的影响。

中国海洋地质学者在东海陆架边缘发现了古海岸线,用□□C法测出其中生物残骸的年龄为15000年左右,陆架上发现有阶地和古河谷。学者们几乎一致认为距今15000年前,东海的海平面处于最低位置,比现代海平面低约130~160米,古海岸线在东海冲绳海槽西坡的陆架外缘。距今15000~6000年期间海面迅速上升到现代位置,至于是否曾高出现代海平面认识不一。5000年以来海平面变动不大。中国沿海的大陆架就是因冰川消融、海面上升而使滨海平原被海水淹没而形成的。

海平面_海平面 -变动研究

短期的海平面变动主要通过验潮站的直接水位测量和大地水准重复测量以及历史资料整理得出。长期的海平面变动主要通过保留的沉积层和地貌特征确定古海岸线位置和海平面高度,并使用同位素分析方法测定其年代。常选择稳定地区(如地盾)或大洋岛作为研究海平面变动的场所。目前只能定量计算15000年以来的海平面变动幅度。人们对海平面变动及其历史的认识还很不完善。由于海平面变动因素复杂,调查测量技术上又存在许多问题,例如软体动物遗骸在沉积后发生搬移、碳的放射性污染、泥炭堆积深度估计误差等,都影响定量精度。大陆边缘没有绝对稳定的地区,确定海平面变动幅度须排除局部构造运动的影响,但目前还无可靠的方法把它区分开来。因而对于最后一次冰期海平面下降的深度认识很不一致。目前海平面变动研究,一方面从测年技术上提高精度,另一方面加强全球性对比研究。

海平面_海平面 -平面上升

凹凸不平的海平面 海平面 海平面-概述,海平面-不平性

海平面上升(Sealevelrise)由全球气候变暖、极地冰川融化、上层海水变热膨胀等原因引起的全球性海平面上升现象。研究表明,近百年来全球海平面已上升了10~20厘米,并且未来还要加速上升。但世界某一地区的实际海平面变化,还受到当地陆地垂直运动―缓慢的地壳升降和局部地面沉降的影响,全球海平面上升加上当地陆地升降值之和,即为该地区相对海平面变化。因而,研究某一地区的海平面上升,只有研究其相对海平面上升才有意义。海平面上升对沿海地区社会经济、自然环境及生态系统等有着重大影响。首先,海平面的上升可淹没一些低洼的沿海地区,加强了的海洋动力因素向海滩推进,侵蚀海岸,从而变“桑田”为“沧海”;其次,海平面的上升会使风暴潮强度加剧,频次增多,不仅危及沿海地区人民生命财产,而且还会使土地盐碱麟海平面随时都在上升化,海水内侵,造成农业减产,破坏生态环境。在中国,受海平面上升影响严重的地区主要是渤海湾地区、长江三角洲地区和珠江三角洲地区。

海平面_海平面 -中国公报

概述

2007年,国家海洋局积极落实积极贯彻落实《国务院关于印发中国应对气候变化国家方案的通知》,进一步完善了海平面监测系统,加强了海平面变化分析预测和影响评价工作,积极应对气候变化与海平面上升对沿海地区社会经济的影响。
监测和分析结果表明:中国沿海海平面平均上升速率为2.5毫米/年,略高于全球平均水平;近30年来,中国沿海海平面总体上升了90毫米,其中,天津沿岸上升最快,上升幅度达196毫米;2007年,中国沿海海平面均高于常年

  

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