海平面變化及其影響因素

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1、海平面變化觀測(cè)方法及其影響因素摘要：海平面上升是由人類生產(chǎn)生活活動(dòng)引起的全球變暖所導(dǎo)致的一種自然現(xiàn)象，這種現(xiàn)象所帶來的災(zāi)害效應(yīng)會(huì)嚴(yán)重影響沿海地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文主要綜述了驗(yàn)潮站觀測(cè)與衛(wèi)星高程監(jiān)測(cè)兩種海平面變化的觀測(cè)方法，以及海水溫度、鹽度、陸地水體和地球物理過程對(duì)海平面變化的影響。關(guān)鍵詞：海平面上升，海平面變化觀測(cè)，影響因素1．前言海平面上升是由全球氣候變暖、極地冰川融化、上層海水變熱膨脹等原因引起的全球性海平面上升現(xiàn)象。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，近百年來全球海平面已經(jīng)上升了10～20厘米，并且未來海平面依然呈現(xiàn)加速上升的趨勢(shì)。但研究世界某一地區(qū)的實(shí)際海平面變化時(shí)，還要

2、考慮當(dāng)?shù)仃懙卮怪边\(yùn)動(dòng)—緩慢的地殼升降和局部地面沉降的影響，全球海平面上升加上當(dāng)?shù)仃懙厣抵抵停礊樵摰貐^(qū)相對(duì)海平面變化。因而，研究某一地區(qū)的海平面上升，只有研究其相對(duì)海平面上升才有意義。海平面上升對(duì)人類的生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展是一種緩發(fā)性的自然災(zāi)害。據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境署統(tǒng)計(jì)，全世界目前大約有近一半的人口（約30億）居住在距海洋200km的范圍內(nèi)，百萬(wàn)以上人口的城市中2/5位于沿海地區(qū)[1]。如果海平面上升1m，全球?qū)?huì)有5×106km2的土地被淹沒，會(huì)影響世界10多億人口和1/3的耕地[2]。2001年，太平洋島國(guó)圖瓦盧決定舉國(guó)遷往新西蘭，成為世界上第一個(gè)因海平面上升而計(jì)劃

3、放棄自己家園的國(guó)家[3]。2005年8月，平均海拔低于海平面的美國(guó)南方城市新奧爾良遭受颶風(fēng)“卡特里娜”的襲擊，城市海岸防護(hù)系統(tǒng)被嚴(yán)重破壞，整個(gè)城市成為一片汪洋，2000多人喪生，損失超過1200多億美元。2008年11月，由于海平面的不斷上升，馬爾代夫面臨被淹沒的危險(xiǎn)，政府計(jì)劃每年動(dòng)用數(shù)十億美元的旅游收益為38萬(wàn)國(guó)民購(gòu)買新家園，繼圖瓦盧之后，馬爾代夫?qū)⒊蔀橛忠粋€(gè)因海平面上升而搬遷的國(guó)家。2008年12月1日，狂風(fēng)帶來大量海水，形成短期的海平面上升，海水淹沒了意大利著名“水城”威尼斯的大街小巷，著名的圣馬可廣場(chǎng)成為一片汪洋，水深達(dá)80厘米。海平面上升會(huì)導(dǎo)致海岸帶侵

4、蝕加劇，鹽水入侵增強(qiáng)，并影響沿海地區(qū)紅樹林和珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的正常生長(zhǎng)[4]。海平面上升還導(dǎo)致熱帶氣旋頻率和強(qiáng)度的增加[5]，海洋災(zāi)害越來越頻繁，危害程度越來越高，沿海國(guó)家海洋環(huán)境安全的研究也越加急迫。而海平面變化研究是沿海城市環(huán)境安全的基礎(chǔ)，其研究成果對(duì)沿海地區(qū)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義。2.海平面變化觀測(cè)方法2.1驗(yàn)潮站觀測(cè)驗(yàn)潮站是指在選定的地點(diǎn)，設(shè)置自記驗(yàn)潮儀或水尺來記錄水位的變化，進(jìn)而了解海區(qū)的潮汐變化規(guī)律的觀測(cè)站。為確定平均海面和建立統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)，需要在驗(yàn)潮站上長(zhǎng)期觀測(cè)潮位的升降，根據(jù)驗(yàn)潮記錄求出該驗(yàn)潮站海面的平均位置。驗(yàn)潮站測(cè)量法是一種基

5、本的海平面數(shù)據(jù)收集方法，歷史悠久。目前全球分布有2000多個(gè)驗(yàn)潮站[6]，其數(shù)據(jù)采集的時(shí)間序列從幾十年到幾百年不等。全球海平面觀測(cè)系統(tǒng)[7](GLOSS)的核心工作網(wǎng)(GCN，也被稱作GLOSS02)就是由分布在全球的290個(gè)驗(yàn)潮站組成。這些驗(yàn)潮站對(duì)全球海平面變化趨勢(shì)和上升速率進(jìn)行監(jiān)測(cè)；并為長(zhǎng)期氣候變化研究提供幫助，如為國(guó)際政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)提供數(shù)據(jù)支持等。由于選取的驗(yàn)潮站數(shù)量和時(shí)間序列不同，結(jié)論差異很大，即使選取相同的時(shí)間段和驗(yàn)潮站數(shù)量，由于使用不同的模型和計(jì)算方法，得出的結(jié)果也不一樣。盡管驗(yàn)潮站數(shù)據(jù)有時(shí)間序列較長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，但也有其自身不能克服

6、的弱點(diǎn)：(1)站點(diǎn)分布具有局限性:驗(yàn)潮站只能分布在大陸邊緣地區(qū)和島嶼附近，缺乏遠(yuǎn)海的潮高測(cè)量數(shù)據(jù)[8]；(2)分布在陸地上或是大陸架附近的站點(diǎn)，會(huì)隨著局部地區(qū)陸地的垂直運(yùn)動(dòng)而發(fā)生變動(dòng)，使測(cè)量數(shù)據(jù)受到干擾[9]。2.2衛(wèi)星高程監(jiān)測(cè)衛(wèi)星高程監(jiān)測(cè)法是指使用衛(wèi)星定位技術(shù)測(cè)定海平面高度的方法。近10年來，衛(wèi)星高程監(jiān)測(cè)法逐漸成為海平面數(shù)據(jù)的主要獲取方式[10]。1992年美國(guó)發(fā)射的TOPEX/POSEIDON(T/P)衛(wèi)星標(biāo)志著精確的海洋衛(wèi)星高程監(jiān)測(cè)法的開始。從此，衛(wèi)星監(jiān)測(cè)海平面技術(shù)成為研究海平面變化的一個(gè)重要的手段和數(shù)據(jù)來源。衛(wèi)星以一定的周期沿著某一路徑對(duì)地表進(jìn)行監(jiān)測(cè)，再

7、根據(jù)數(shù)據(jù)等面積的空間分布狀態(tài)，就可以通過取平均值的方法計(jì)算出全球海平面高程。衛(wèi)星測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)徹底解決了驗(yàn)潮站分布的地域局限，擴(kuò)大了數(shù)據(jù)采集的區(qū)域，使數(shù)據(jù)獲取的時(shí)間序列更加規(guī)范和連續(xù)，并且能夠收集到以前數(shù)據(jù)極度缺乏的南大洋地區(qū)資料。3.影響海平面變化的因素3.1海水溫度升高對(duì)海平面變化的作用在未來的100年里熱膨脹被認(rèn)為是引起海平面上升的最重要因素。由于海洋的熱容量巨大，表層的受熱被完全傳到海洋的整個(gè)深度上會(huì)有相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的延遲，結(jié)果是海洋不會(huì)處在平衡狀態(tài)，而且當(dāng)大氣中溫室氣體濃度穩(wěn)定后，全球海平面還將繼續(xù)上升。海水熱膨脹是海平面上升的主要影響因素。Cabanes

8、在1998年最先發(fā)現(xiàn)了熱