[科普中國(guó)]-全球海平面升降

全球海平面是海洋表面與固定基準(zhǔn)點(diǎn)（通常是地心）之間的距離，海平面隨著海洋盆地的容積或海洋中海因此，水體積的變化而變化。海平面可升高或降低，在全球范圍內(nèi)有不同的侵蝕基準(zhǔn)面。在這里將基準(zhǔn)面定義為在該面之上沉積物只能暫時(shí)存在并且遭受剝蝕的面。近100多年來(lái)海平面呈整體上升趨勢(shì)，據(jù)1880～1980年的觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，海平面平均上升了14cm。聯(lián)合國(guó)環(huán)境署、世界氣象組織和世界科學(xué)聯(lián)合會(huì)預(yù)測(cè)到2030年前后全球海面將上升20～140厘米。

主要特征全球海平面升降是指整個(gè)海洋平均海平面的升降變化。由于海洋表面重力效應(yīng)的分布不規(guī)則，因此各處的變化幅度不相同。此外，大陸架本身也存在著不同程度的上升和沉降，特別是由于近期冰川負(fù)載和后來(lái)回跳的影響。氣候因素通過(guò)蒸發(fā)——降水系統(tǒng)也影響著海洋體積。至少有4種因素能導(dǎo)致海平面的變化：（1）海洋的水轉(zhuǎn)換成大陸冰川，在融化時(shí)又返回海洋，可以引起100～200米的海平面變化，這一過(guò)程大約需要1萬(wàn)～2萬(wàn)年。在更新世冰川范圍最大的時(shí)期，海平面較低，明顯的降低幅度大約60～150米。不同地區(qū)的記錄值相差很大，根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，幾乎沒(méi)有一條全球性的海平面升降曲線能適用。（2）與海底擴(kuò)張速率有關(guān)，這一過(guò)程至少已持續(xù)了10億年，也可能有20億～24億年。海底擴(kuò)張速率的變化可能是海平面在一二百萬(wàn)年至數(shù)百萬(wàn)年期間發(fā)生300～500米變化的主要的長(zhǎng)期控制因素。（3）由于大陸剝蝕而產(chǎn)生海水的遷移。（4）大型盆地（如地中海）的干涸和充水將影響海平面變化。此外，還有由于地殼本身的變化而造成海平面的變化。海平面的變化對(duì)沿海地區(qū)的資源開(kāi)發(fā)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)有重要影響。我國(guó)海平面變化的研究表明，至少自晚更新世盛冰期到全新世適宜期海平面有過(guò)100～130米左右的變化幅度，這與全球海平面變化過(guò)程基本一致，幅度也相當(dāng)。

影響因素全球變暖全球變暖是指全球氣溫升高。近100多年來(lái)，全球平均氣溫經(jīng)歷了冷－暖－冷－暖兩次波動(dòng)，總的看為上升趨勢(shì)。進(jìn)入八十年代后，全球氣溫明顯上升。1

1981～1990年全球平均氣溫比100年前上升了0.48℃。導(dǎo)致全球變暖的主要原因是人類在近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)大量使用礦物燃料（如煤、石油等），排放出大量的CO2等多種溫室氣體。由于這些溫室氣體對(duì)來(lái)自太陽(yáng)輻射的可見(jiàn)光具有高度的透過(guò)性，而對(duì)地球反射出來(lái)的長(zhǎng)波輻射具有高度的吸收性，也就是常說(shuō)的“溫室效應(yīng)”，導(dǎo)致全球氣候變暖。

全球變暖的后果，會(huì)使全球降水量重新分配，冰川和凍土消融，海平面上升等，既危害自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡，更威脅人類的食物供應(yīng)和居住環(huán)境。

原因出現(xiàn)全球變暖趨勢(shì)的具體原因是，人們焚燒化石礦物以生成能量或砍伐森林并將其焚燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)入了地球的大氣層。政府間氣候變化問(wèn)題小組根據(jù)氣候模型預(yù)測(cè)，到2100年為止，全球氣溫估計(jì)將上升大約1.4-5.8℃（2.5-10.4華氏度）。根據(jù)這一預(yù)測(cè)，全球氣溫將出現(xiàn)過(guò)去10,000年中從未有過(guò)的巨大變化，從而給全球環(huán)境帶來(lái)潛在的重大影響。

為了阻止全球變暖趨勢(shì)，1992年聯(lián)合國(guó)專門制訂了《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》，該公約于同年在巴西城市里約熱內(nèi)盧簽署生效。依據(jù)該公約，發(fā)達(dá)國(guó)家同意在2000年之前將他們釋放到大氣層的二氧化碳及其它“溫室氣體”的排放量降至1990年時(shí)的水平。另外，這些每年的二氧化碳合計(jì)排放量占到全球二氧化碳總排放量60%的國(guó)家還同意將相關(guān)技術(shù)和信息轉(zhuǎn)讓給發(fā)展中國(guó)家。發(fā)達(dá)國(guó)家轉(zhuǎn)讓給發(fā)展中國(guó)家的這些技術(shù)和信息有助于后者積極應(yīng)對(duì)氣候變化帶來(lái)的各種挑戰(zhàn)。截止2004年5月，已有189個(gè)國(guó)家正式批準(zhǔn)了上述公約。

影響全球升溫可致下世紀(jì)食品匱乏。據(jù)新華社電美國(guó)世界觀察研究所的研究人員近期警告說(shuō)，全球氣候升溫將致全球農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，或許在下個(gè)世紀(jì)出現(xiàn)食品匱乏的局面。研究人員在分析聯(lián)合國(guó)和美國(guó)國(guó)立科學(xué)院發(fā)布的信息以及世界稻米市場(chǎng)趨勢(shì)后得出了這一看法。世界觀察研究認(rèn)為，全球氣候升溫和地下水水位下降將成為全球糧食供應(yīng)緊張的直接誘因，全球稻米價(jià)格上漲趨勢(shì)體現(xiàn)了這一點(diǎn)。美國(guó)政府發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，即使是在之前全球糧食大豐收、小麥和玉米價(jià)格下降的情況下，稻米價(jià)格依然上漲了30%，達(dá)到每噸260美元。美國(guó)國(guó)立科學(xué)院之前發(fā)表的一份研究報(bào)告顯示，水稻生長(zhǎng)季節(jié)氣溫異常上升將使收成減少。另外，全球許多地區(qū)出現(xiàn)地下水水位下降、水井枯竭問(wèn)題，也將對(duì)糧食產(chǎn)量構(gòu)成影響。

未來(lái)預(yù)測(cè)美國(guó)國(guó)家大氣研究中心17日說(shuō)，科學(xué)家通過(guò)兩項(xiàng)最新研究預(yù)測(cè)，即使現(xiàn)今全世界溫室氣體的排放量穩(wěn)定在2000年的水平，本世紀(jì)全球變暖和海平面上升的趨勢(shì)已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)。國(guó)家大氣研究中心的科學(xué)家在18日出版的《科學(xué)》雜志上連續(xù)發(fā)表兩篇論文，從不同角度預(yù)測(cè)了全球氣候變化的趨勢(shì)。他們的成果將由聯(lián)合國(guó)下屬的政府間氣候變化專家委員會(huì)評(píng)估，收錄到2007年公布的下一份全球氣候變化報(bào)告中。在第一篇論文中，國(guó)家大氣研究中心的魏格雷提出了一個(gè)較簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型來(lái)理解全球氣候變化。他認(rèn)為，由于海洋存在“熱慣性”，對(duì)溫室氣體等外界影響的反應(yīng)有所滯后，本世紀(jì)全球變暖的趨勢(shì)只不過(guò)是以前排放溫室氣體的后果。

據(jù)魏格雷預(yù)測(cè)，到2400年，已存在于大氣中的溫室氣體成分，將至少使全球平均氣溫升高1℃；不斷新排放的溫室氣體，又將導(dǎo)致全球平均氣溫額外升高2至6℃。這兩個(gè)因素還會(huì)分別引起海平面每世紀(jì)上升10厘米和25厘米。

他在論文中說(shuō)，要遏制氣候變暖的趨勢(shì)，現(xiàn)今就必須將全球溫室氣體排放控制在極其低的水平，即使這樣海平面上升的趨勢(shì)恐怕也難以避免，每世紀(jì)10厘米的上升速度可能是最樂(lè)觀的預(yù)測(cè)。由杰拉爾德·梅爾等人發(fā)表的第二篇論文則預(yù)測(cè)，由于“熱慣性”的存在，即使本世紀(jì)中人類不向大氣排放任何溫室氣體，到2100年全球平均氣溫也將至少升高0.5℃，海平面將上升11厘米以上，其中海平面上升的速度比科學(xué)家早先的預(yù)測(cè)值高了一倍多。梅爾對(duì)此解釋說(shuō)，這是因?yàn)橐郧暗念A(yù)測(cè)沒(méi)有考慮到冰川融化等的影響。梅爾的研究小組用兩套數(shù)學(xué)模型，借助超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬了全球溫室氣體排放量分別為低、中、高時(shí)的氣候和海平面變化情況。

成因解釋地球氣候變暖和人類大量排放溫室氣體導(dǎo)致溫室效應(yīng)有關(guān)。但日本和丹麥科研人員近日指出，溫室氣體增加并非導(dǎo)致氣候變暖的惟一原因，太陽(yáng)活動(dòng)變化在其中也起到了推動(dòng)作用。

據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》報(bào)道，日本橫濱國(guó)立大學(xué)環(huán)境信息研究院的伊藤公紀(jì)教授制作了一張圖表。從圖上看，過(guò)去200年間地球平均氣溫和太陽(yáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化曲線基本吻合。伊藤公紀(jì)由此推斷，太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)氣候變暖也有影響，僅用溫室氣體增加解釋氣候變暖可能不夠全面。

太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)地球氣溫的影響已被專家們關(guān)注了很長(zhǎng)時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)黑子多的時(shí)候，太陽(yáng)活動(dòng)劇烈。比如史料曾記載，公元17世紀(jì)時(shí)太陽(yáng)黑子很少出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)的地球氣候也相對(duì)寒冷。但地面獲得的探測(cè)信息也顯示，太陽(yáng)活動(dòng)強(qiáng)弱變化引起的太陽(yáng)輻射能量變化幅度僅為0.1%，如此微小的變化似乎不足以對(duì)氣候造成太大影響。

然而，最近國(guó)際空間科學(xué)界出現(xiàn)了一種假說(shuō)，認(rèn)為太陽(yáng)活動(dòng)的變化會(huì)改變地球上空的云量，“放大”太陽(yáng)對(duì)地球的影響，從而左右氣候變化。提出這種假說(shuō)的丹麥科學(xué)家推測(cè)，射向地球的宇宙射線可較穩(wěn)定地使部分大氣離子化，使云容易生成，從而吸收太陽(yáng)的大量輻射，降低地球溫度。但是，太陽(yáng)活動(dòng)高峰時(shí)釋放出的高速帶電粒子流，能干擾宇宙射線射向地球，使云不易形成，進(jìn)而導(dǎo)致地球溫度升高。當(dāng)前，丹麥科研人員正在研究與云形成有關(guān)的各種因素，以論證上述假說(shuō)。

也有日本專家提出，雖然太陽(yáng)輻射能量的變化幅度只有0.1%，但他們發(fā)現(xiàn)這種能量變化能使地球大氣對(duì)于太陽(yáng)紫外線的吸收量變化幅度達(dá)到百分之幾，這種吸收量的增加會(huì)使大氣臭氧層溫度升高。日本氣象研究所第二研究部負(fù)責(zé)人小寺邦彥表示，臭氧層溫度的變化會(huì)波及對(duì)流層，從而對(duì)寒流和季風(fēng)造成影響，但當(dāng)前尚不清楚上述機(jī)制能對(duì)地球氣候變暖產(chǎn)生多大影響。為了繼續(xù)研究這個(gè)課題，小寺邦彥等人組成的國(guó)際研究小組已于之前開(kāi)始工作。

變化方向德國(guó)研究人員表示，未來(lái)全球氣溫可能會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一些科學(xué)家此前所做的預(yù)測(cè)，如果新的計(jì)算機(jī)模型關(guān)于氣候變化所做的預(yù)測(cè)是正確的話。

據(jù)路透社報(bào)道，政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC，由各國(guó)氣象專家組成，研究全球氣候趨勢(shì)）此前預(yù)測(cè)，到本世紀(jì)末，隨著二氧化碳的成倍增加，全球氣溫將升高1.5至4.5℃。但德國(guó)美因茲馬普化學(xué)研究所的邁因拉特·安德烈埃教授及其研究小組的最新測(cè)算方法卻表明，全球氣溫上升的最高幅度可達(dá)到6℃。

安德烈埃教授表示，這種新的方法是將懸浮微粒、溫室氣體和生物圈效應(yīng)統(tǒng)一在一起，改變了以往關(guān)于氣候變化的預(yù)測(cè)，即使之從人們可以容忍的程度發(fā)展到更迅速變化的危險(xiǎn)境地。

安德烈埃教授將溫室氣體比作是導(dǎo)致全球變暖的加速器，懸浮微粒的存在則可以減緩氣溫的上升。懸浮微粒是空氣中產(chǎn)生于燃燒、化學(xué)制品和煙塵之中的細(xì)小微粒。隨著新的空氣凈化調(diào)節(jié)裝置的使用，懸浮微粒的數(shù)量將會(huì)減少，因而其冷卻功效也就隨之變小。相反，全球氣溫卻會(huì)隨之上升。

懸浮微粒只能在大氣中停留一周的時(shí)間，而溫室氣體則能停留大約50多年的時(shí)間。也就是說(shuō)，懸浮微粒的冷卻作用減少得快，而溫室氣體減少得慢。這樣，在長(zhǎng)期的競(jìng)賽中，溫室氣體最終必將戰(zhàn)勝懸浮微粒，隨之而來(lái)的就是灼熱的高溫天氣。

然而，安德烈埃教授也同時(shí)承認(rèn)，這種情況具有高度的科學(xué)不確定性，氣候的變化也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)理解所能達(dá)到的范疇。如果他的計(jì)算是正確的，21世紀(jì)氣候的變化就會(huì)超過(guò)政府間氣候變化專門委員會(huì)的預(yù)測(cè)。

解決方案科學(xué)家們提出了一個(gè)大膽的想法，要圍繞地球建立一個(gè)由小微?；蛱诊w船組成的人工太空環(huán)，遮蔽熱帶陽(yáng)光，調(diào)節(jié)地球溫度。

不過(guò)，一些反對(duì)者認(rèn)為，這種想法肯定會(huì)有一些副作用，一個(gè)能夠?qū)μ?yáng)光進(jìn)行有效散射的粒子帶將會(huì)使我們的每個(gè)夜空都變成和滿月時(shí)一樣明亮；而且這一計(jì)劃的預(yù)算將高得驚人，可能達(dá)到6萬(wàn)億到200萬(wàn)億美元，就連全球資金最為充足的科研機(jī)構(gòu)美國(guó)航空航天局也無(wú)法承擔(dān)，如果把散射粒子改為太空飛船的話，預(yù)算額可能會(huì)少一些，估計(jì)能降到5000億美元左右。

地球誕生以來(lái)，大氣溫度曾經(jīng)幾度升降，太陽(yáng)輻射、云層遮蔽和溫室氣體等各種因素都曾經(jīng)或正在影響著我們的氣候。如果給地球圍上一個(gè)粒子或飛船組成的“腰帶”的話，赤道上空就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)陰影，要部署這些粒子，就必須使用一些專門的控制飛船，像牧羊犬一樣照看粒子群。

過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)，地球溫度明顯上升，未來(lái)一百年間這一趨勢(shì)還會(huì)繼續(xù)下去，很多研究都證實(shí)地球氣溫將在未來(lái)幾個(gè)世紀(jì)里提高1到20華氏度，海平面明顯上升，一些海濱城市將不復(fù)存在。有科學(xué)家指出，減少太陽(yáng)光照射，地球溫度就會(huì)降低，而一些地面或太空系統(tǒng)完全可以實(shí)現(xiàn)這一目的。不過(guò)，有科學(xué)家指出，人們當(dāng)前還無(wú)法計(jì)算出地球到底能吸收多少陽(yáng)光，又有多少陽(yáng)光被反射回太空，而這正是實(shí)施上述計(jì)劃的關(guān)鍵一步。

美國(guó)科學(xué)家的研究顯示，古代農(nóng)民的活動(dòng)曾使世界避免進(jìn)入新冰川期。這一結(jié)果說(shuō)明，人類活動(dòng)引起的全球氣候變暖不是新現(xiàn)象，它可能持續(xù)了數(shù)千年。英國(guó)《觀察家報(bào)》最近援引研究人員的話說(shuō)，砍倒大樹(shù)并開(kāi)墾第一片田地的史前農(nóng)民使地球大氣中甲烷和二氧化碳等溫室氣體含量發(fā)生了很大變化，全球氣溫因此逐漸回升。美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)教授威謙·拉迪曼說(shuō)：“要不是早期農(nóng)業(yè)活動(dòng)帶來(lái)的溫室氣體，當(dāng)前地球氣溫很可能還是冰川時(shí)期的氣溫。”研究表明，如果沒(méi)有人類干預(yù)，地球會(huì)比現(xiàn)今低2℃，蔓延的冰蓋和冰川會(huì)影響世界很多地區(qū)。

引起各大陸同時(shí)海侵或海退的全球海面升降的現(xiàn)象。其原因主要有大陸冰蓋和冰川的形成或消融而使海水量減少或增加；大地構(gòu)造變形（如地殼的升降）使海盆容量增大或減少。海平面的升降破壞了許多濱岸動(dòng)物的棲息地。如三葉蟲就是在海平面升降過(guò)程中滅絕的。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

趙陽(yáng)國(guó) - 副教授 - 中國(guó)海洋大學(xué)