[科普中国]-全球海平面升降

全球海平面是海洋表面与固定基准点（通常是地心）之间的距离，海平面随着海洋盆地的容积或海洋中海因此，水体积的变化而变化。海平面可升高或降低，在全球范围内有不同的侵蚀基准面。在这里将基准面定义为在该面之上沉积物只能暂时存在并且遭受剥蚀的面。近100多年来海平面呈整体上升趋势，据1880～1980年的观测统计，海平面平均上升了14cm。联合国环境署、世界气象组织和世界科学联合会预测到2030年前后全球海面将上升20～140厘米。

主要特征全球海平面升降是指整个海洋平均海平面的升降变化。由于海洋表面重力效应的分布不规则，因此各处的变化幅度不相同。此外，大陆架本身也存在着不同程度的上升和沉降，特别是由于近期冰川负载和后来回跳的影响。气候因素通过蒸发——降水系统也影响着海洋体积。至少有4种因素能导致海平面的变化：（1）海洋的水转换成大陆冰川，在融化时又返回海洋，可以引起100～200米的海平面变化，这一过程大约需要1万～2万年。在更新世冰川范围最大的时期，海平面较低，明显的降低幅度大约60～150米。不同地区的记录值相差很大，根据现有的数据，几乎没有一条全球性的海平面升降曲线能适用。（2）与海底扩张速率有关，这一过程至少已持续了10亿年，也可能有20亿～24亿年。海底扩张速率的变化可能是海平面在一二百万年至数百万年期间发生300～500米变化的主要的长期控制因素。（3）由于大陆剥蚀而产生海水的迁移。（4）大型盆地（如地中海）的干涸和充水将影响海平面变化。此外，还有由于地壳本身的变化而造成海平面的变化。海平面的变化对沿海地区的资源开发、经济建设有重要影响。我国海平面变化的研究表明，至少自晚更新世盛冰期到全新世适宜期海平面有过100～130米左右的变化幅度，这与全球海平面变化过程基本一致，幅度也相当。

影响因素全球变暖全球变暖是指全球气温升高。近100多年来，全球平均气温经历了冷－暖－冷－暖两次波动，总的看为上升趋势。进入八十年代后，全球气温明显上升。1

1981～1990年全球平均气温比100年前上升了0.48℃。导致全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料（如煤、石油等），排放出大量的CO2等多种温室气体。由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，也就是常说的“温室效应”，导致全球气候变暖。

全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。

原因出现全球变暖趋势的具体原因是，人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林并将其焚烧时产生的二氧化碳进入了地球的大气层。政府间气候变化问题小组根据气候模型预测，到2100年为止，全球气温估计将上升大约1.4-5.8℃（2.5-10.4华氏度）。根据这一预测，全球气温将出现过去10,000年中从未有过的巨大变化，从而给全球环境带来潜在的重大影响。

为了阻止全球变暖趋势，1992年联合国专门制订了《联合国气候变化框架公约》，该公约于同年在巴西城市里约热内卢签署生效。依据该公约，发达国家同意在2000年之前将他们释放到大气层的二氧化碳及其它“温室气体”的排放量降至1990年时的水平。另外，这些每年的二氧化碳合计排放量占到全球二氧化碳总排放量60%的国家还同意将相关技术和信息转让给发展中国家。发达国家转让给发展中国家的这些技术和信息有助于后者积极应对气候变化带来的各种挑战。截止2004年5月，已有189个国家正式批准了上述公约。

影响全球升温可致下世纪食品匮乏。据新华社电美国世界观察研究所的研究人员近期警告说，全球气候升温将致全球农业减产，或许在下个世纪出现食品匮乏的局面。研究人员在分析联合国和美国国立科学院发布的信息以及世界稻米市场趋势后得出了这一看法。世界观察研究认为，全球气候升温和地下水水位下降将成为全球粮食供应紧张的直接诱因，全球稻米价格上涨趋势体现了这一点。美国政府发布的统计数字显示，即使是在之前全球粮食大丰收、小麦和玉米价格下降的情况下，稻米价格依然上涨了30%，达到每吨260美元。美国国立科学院之前发表的一份研究报告显示，水稻生长季节气温异常上升将使收成减少。另外，全球许多地区出现地下水水位下降、水井枯竭问题，也将对粮食产量构成影响。

未来预测美国国家大气研究中心17日说，科学家通过两项最新研究预测，即使现今全世界温室气体的排放量稳定在2000年的水平，本世纪全球变暖和海平面上升的趋势已经不可逆转。国家大气研究中心的科学家在18日出版的《科学》杂志上连续发表两篇论文，从不同角度预测了全球气候变化的趋势。他们的成果将由联合国下属的政府间气候变化专家委员会评估，收录到2007年公布的下一份全球气候变化报告中。在第一篇论文中，国家大气研究中心的魏格雷提出了一个较简单的数学模型来理解全球气候变化。他认为，由于海洋存在“热惯性”，对温室气体等外界影响的反应有所滞后，本世纪全球变暖的趋势只不过是以前排放温室气体的后果。

据魏格雷预测，到2400年，已存在于大气中的温室气体成分，将至少使全球平均气温升高1℃；不断新排放的温室气体，又将导致全球平均气温额外升高2至6℃。这两个因素还会分别引起海平面每世纪上升10厘米和25厘米。

他在论文中说，要遏制气候变暖的趋势，现今就必须将全球温室气体排放控制在极其低的水平，即使这样海平面上升的趋势恐怕也难以避免，每世纪10厘米的上升速度可能是最乐观的预测。由杰拉尔德·梅尔等人发表的第二篇论文则预测，由于“热惯性”的存在，即使本世纪中人类不向大气排放任何温室气体，到2100年全球平均气温也将至少升高0.5℃，海平面将上升11厘米以上，其中海平面上升的速度比科学家早先的预测值高了一倍多。梅尔对此解释说，这是因为以前的预测没有考虑到冰川融化等的影响。梅尔的研究小组用两套数学模型，借助超级计算机模拟了全球温室气体排放量分别为低、中、高时的气候和海平面变化情况。

成因解释地球气候变暖和人类大量排放温室气体导致温室效应有关。但日本和丹麦科研人员近日指出，温室气体增加并非导致气候变暖的惟一原因，太阳活动变化在其中也起到了推动作用。

据《日本经济新闻》报道，日本横滨国立大学环境信息研究院的伊藤公纪教授制作了一张图表。从图上看，过去200年间地球平均气温和太阳磁场强度的变化曲线基本吻合。伊藤公纪由此推断，太阳活动对气候变暖也有影响，仅用温室气体增加解释气候变暖可能不够全面。

太阳活动对地球气温的影响已被专家们关注了很长时间。一般来说，太阳黑子多的时候，太阳活动剧烈。比如史料曾记载，公元17世纪时太阳黑子很少出现，当时的地球气候也相对寒冷。但地面获得的探测信息也显示，太阳活动强弱变化引起的太阳辐射能量变化幅度仅为0.1%，如此微小的变化似乎不足以对气候造成太大影响。

然而，最近国际空间科学界出现了一种假说，认为太阳活动的变化会改变地球上空的云量，“放大”太阳对地球的影响，从而左右气候变化。提出这种假说的丹麦科学家推测，射向地球的宇宙射线可较稳定地使部分大气离子化，使云容易生成，从而吸收太阳的大量辐射，降低地球温度。但是，太阳活动高峰时释放出的高速带电粒子流，能干扰宇宙射线射向地球，使云不易形成，进而导致地球温度升高。当前，丹麦科研人员正在研究与云形成有关的各种因素，以论证上述假说。

也有日本专家提出，虽然太阳辐射能量的变化幅度只有0.1%，但他们发现这种能量变化能使地球大气对于太阳紫外线的吸收量变化幅度达到百分之几，这种吸收量的增加会使大气臭氧层温度升高。日本气象研究所第二研究部负责人小寺邦彦表示，臭氧层温度的变化会波及对流层，从而对寒流和季风造成影响，但当前尚不清楚上述机制能对地球气候变暖产生多大影响。为了继续研究这个课题，小寺邦彦等人组成的国际研究小组已于之前开始工作。

变化方向德国研究人员表示，未来全球气温可能会远远高于一些科学家此前所做的预测，如果新的计算机模型关于气候变化所做的预测是正确的话。

据路透社报道，政府间气候变化专门委员会（IPCC，由各国气象专家组成，研究全球气候趋势）此前预测，到本世纪末，随着二氧化碳的成倍增加，全球气温将升高1.5至4.5℃。但德国美因兹马普化学研究所的迈因拉特·安德烈埃教授及其研究小组的最新测算方法却表明，全球气温上升的最高幅度可达到6℃。

安德烈埃教授表示，这种新的方法是将悬浮微粒、温室气体和生物圈效应统一在一起，改变了以往关于气候变化的预测，即使之从人们可以容忍的程度发展到更迅速变化的危险境地。

安德烈埃教授将温室气体比作是导致全球变暖的加速器，悬浮微粒的存在则可以减缓气温的上升。悬浮微粒是空气中产生于燃烧、化学制品和烟尘之中的细小微粒。随着新的空气净化调节装置的使用，悬浮微粒的数量将会减少，因而其冷却功效也就随之变小。相反，全球气温却会随之上升。

悬浮微粒只能在大气中停留一周的时间，而温室气体则能停留大约50多年的时间。也就是说，悬浮微粒的冷却作用减少得快，而温室气体减少得慢。这样，在长期的竞赛中，温室气体最终必将战胜悬浮微粒，随之而来的就是灼热的高温天气。

然而，安德烈埃教授也同时承认，这种情况具有高度的科学不确定性，气候的变化也远远超出了经验和科学理解所能达到的范畴。如果他的计算是正确的，21世纪气候的变化就会超过政府间气候变化专门委员会的预测。

解决方案科学家们提出了一个大胆的想法，要围绕地球建立一个由小微粒或太空飞船组成的人工太空环，遮蔽热带阳光，调节地球温度。

不过，一些反对者认为，这种想法肯定会有一些副作用，一个能够对太阳光进行有效散射的粒子带将会使我们的每个夜空都变成和满月时一样明亮；而且这一计划的预算将高得惊人，可能达到6万亿到200万亿美元，就连全球资金最为充足的科研机构美国航空航天局也无法承担，如果把散射粒子改为太空飞船的话，预算额可能会少一些，估计能降到5000亿美元左右。

地球诞生以来，大气温度曾经几度升降，太阳辐射、云层遮蔽和温室气体等各种因素都曾经或正在影响着我们的气候。如果给地球围上一个粒子或飞船组成的“腰带”的话，赤道上空就会出现一个阴影，要部署这些粒子，就必须使用一些专门的控制飞船，像牧羊犬一样照看粒子群。

过去的一个世纪，地球温度明显上升，未来一百年间这一趋势还会继续下去，很多研究都证实地球气温将在未来几个世纪里提高1到20华氏度，海平面明显上升，一些海滨城市将不复存在。有科学家指出，减少太阳光照射，地球温度就会降低，而一些地面或太空系统完全可以实现这一目的。不过，有科学家指出，人们当前还无法计算出地球到底能吸收多少阳光，又有多少阳光被反射回太空，而这正是实施上述计划的关键一步。

美国科学家的研究显示，古代农民的活动曾使世界避免进入新冰川期。这一结果说明，人类活动引起的全球气候变暖不是新现象，它可能持续了数千年。英国《观察家报》最近援引研究人员的话说，砍倒大树并开垦第一片田地的史前农民使地球大气中甲烷和二氧化碳等温室气体含量发生了很大变化，全球气温因此逐渐回升。美国弗吉尼亚大学教授威谦·拉迪曼说：“要不是早期农业活动带来的温室气体，当前地球气温很可能还是冰川时期的气温。”研究表明，如果没有人类干预，地球会比现今低2℃，蔓延的冰盖和冰川会影响世界很多地区。

引起各大陆同时海侵或海退的全球海面升降的现象。其原因主要有大陆冰盖和冰川的形成或消融而使海水量减少或增加；大地构造变形（如地壳的升降）使海盆容量增大或减少。海平面的升降破坏了许多滨岸动物的栖息地。如三叶虫就是在海平面升降过程中灭绝的。2

本词条内容贡献者为:

赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学