3.3 海平面变化
海平面是指海洋水体与大气圈之间的界面。全球海平面即理论海平面,是指全球平均海平面。局地海平面是指某一具体地点(如塘沽、吴淞)的海平面。
(1)海平面变化原因
全球海平面变化有以下几个方面因素。
海洋水体积变化 在海洋容积不变的情况下,海洋水体积的变化会引起海平面变化。海洋水体积变化的影响因素有冰川的消长、密度体积效应、地幔水的排出和海水进入地幔等。其中冰川消长影响最大,如第四纪冰期与间冰期的海平面升降达100~200m。
海盆容积变化 在海水体积不变情况下,海盆容积变化,也可引起海平面变化。海盆容积变化原因有沉积物充填、洋底扩张和俯冲速率变化、地壳均衡补偿和区域性构造运动。
大地水准面变化 地球运动轨道参数、地球自转速率与地球大地水准面是处于相对平衡的。它们的变化必然会打破原有的平衡,从而调整大地水准面的形状来适应新的轨道参数和地球自转速率。最易发生调整的当然要数地球的流体部分了,海平面与假想的大地水准面是基本一致的。此外,地球轨道参数、地球自转速率的变化引起地球固体形态改变,质量的重新分配和磁场的变化,可以引起海洋体积的变化,从而导致海平面波动。
不同海平面变化因素的时间尺度有很大差异,相差可达几个数量级(表7—5)。
(2)相对海平面变化
世界某一地点的实际海平面变化是全球海平面变化值,加上当地陆地上升或下降值之和,这便是某一具体地点的相对海平面变化。世界上一些大三角洲,包括长江三角洲和老黄河三角洲的地面沉降速率均在10mm/a以上,较目前理论海平面(又称绝对海平面)上升率大10倍以上。因此,1990年联合国教科文组织的海平面研究报告指出:“研究海平面必须包括海面和陆面的变化”。近来国际科学界十分重视相对海平面的研究,因为它在评估海平面上升对人类社会的影响方面比理论海平面更有实际意义。
(3)海平面的变化及其影响
近年来各国学者对海平面变化做了许多研究。世界一些权威科学机构和个人所发表的报告和论文提出的过去100年世界海平面上升平均值比较一致。如联合国教科文组织为1.0~1.5mm/a,国际地圈生物圈计划为1~2mm/a,平均海平面服务处Woodworth为100年共上升约10~20cm,如取中值为1.5mm/a。
对21世纪海平面上升的预测,因其不确定性很大,而各家预测值差别较大,政府间气候变化委员会(IPCC)的海岸管理小组所拟的2100年海平面上升方案最低为30cm,最高为100cm。但最近国际上一般采用低值,即50cm(IGBP)或60cm(UNESCO)。采用低值的原因有以下几点:
①IPCC 1992年关于全球气候变化的修正报告认为:燃烧化石燃料排放的硫对大气有冷却作用,这种机制可能抵消过去几十年北半球温室效应变暖的一个重要部分,因此全球变暖的估计值将需修正降低。
②稻田排放出的甲烷数量过去估计太高。
③世界氯氟烃的产量1991年较1988年减少了46%。
海平面上升对人类社会的影响是深刻的。目前,世界上50%以上的人口生活在距海50km以内的海岸地区,海岸地区的平均人口密度较内陆高出10倍。荷兰学者估计,如果今后一个世纪海平面上升1m,直接受影响的土地将有500×104km2,人口约109,耕地占世界的1/3。中国大陆海岸线长约17714km,沿海地区是改革开放的前沿,经济发展的重心,又有黄河、长江和珠江三大三角洲和低平的海岸平原,极易受将来海平面上升的危害。应当及早谋求对策。