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(完整word版)海平面变化及其影响因素
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海平面变化观测方法及其影响因素
摘要：海平面上升是由人类生产生活活动引起的全球变暖所导致的一种自然现象，这种现象所带来的灾害效应会严重影响沿海地区的社会经济发展。本文主要综述了验潮站观测与卫星高程监测两种海平面变化的观测方法，以及海水温度、盐度、陆地水体和地球物理过程对海平面变化的影响。
关键词：海平面上升，海平面变化观测，影响因素
1．前言
海平面上升是由全球气候变暖、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。根据研究发现，近百年来全球海平面已经上升了10～20厘米，并且未来海平面依然呈现加速上升的趋势。但研究世界某一地区的实际海平面变化时，还要考虑当地陆地垂直运动—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。海平面上升对人类的生存和经济发展是一种缓发性的自然灾害。据联合国环境署统计，全世界目前大约有近一半的人口（约30亿）居住在距海洋200km的范围内，百万以上人口的城市中2/5位于沿海地区[1]。如果海平面上升1m，全球将会有5km2的土地被淹没，会影响世界10多亿人口和1/3的耕地[2]。2001年，太平洋岛国图瓦卢决定举国迁往新西兰，成为世界上第一个因海平面上升而计划放弃自己家园的国家[3]。2005年8月，平均海拔低于海平面的美国南方城市新奥尔良遭受飓风“卡特里娜”的袭击，城市海岸防护系统被严重破坏，整个城市成为一片汪洋，2000多人丧生，损失超过1200多亿美元。2008年11月，由于海平面的不断上升，马尔代夫面临被淹没的危险，政府计划每年动用数十亿美元的旅游收益为38万国民购买新家园，继图瓦卢之后，马尔代夫将成为又一个因海平面上升而搬迁的国家。2008年12月1日，狂风带来大量海水，形成短期的海平面上升，海水淹没了意大利著名“水城”威尼斯的大街小巷，著名的圣马可广场成为一片汪洋，水深达80厘米。海平面上升会导致海岸带侵蚀加剧，盐水入侵增强，并影响沿海地区红树林和珊瑚礁生态系统的正常生长[4]。海平面上升还导致热带气旋频率和强度的增加[5]，海洋灾害越来越频繁，危害程度越来越高，沿海国家海洋环境安全的研究也越加急迫。而海平面变化研究是沿海城市环境安全的基础，其研究成果对沿海地区城市基础设施建设和经济发展具有重大意义。
2.海平面变化观测方法
2.1验潮站观测
验潮站是指在选定的地点，设置自记验潮仪或水尺来记录水位的变化，进而了解海区的潮汐变化规律的观测站。为确定平均海面和建立统一的高程基准，需要在验潮站上长期观测潮位的升降，根据验潮记录求出该验潮站海面的平均位置。验潮站测量法是一种基本的海平面数据收集方法，历史悠久。目前全球分布有2000多个验潮站[6]，其数据采集的时间序列从几十年到几百年不等。全球海平面观测系统[7](GLOSS)的核心工作网(GCN，也被称作GLOSS02)就是由分布在全球的290个验潮站组成。这些验潮站对全球海平面变化趋势和上升速率进行监测；并为长期气候变化研究提供帮助，如为国际政府间气候变化专门委员会(IPCC)提供数据支持等。由于选取的验潮站数量和时间序列不同，结论差异很大，即使选取相同的时间段和验潮站数量，由于使用不同的模型和计算方法，得出的结果也不一样。尽管验潮站数据有时间序列较长的优势，但也有其自身不能克服的弱点：(1)站点分布具有局限性:验潮站只能分布在大陆边缘地区和岛屿附近，缺乏远海的潮高测量数据[8]；(2)分布在陆地上或是大陆架附近的站点，会随着局部地区陆地的垂直运动而发生变动，使测量数据受到干扰[9]。
2.2卫星高程监测
卫星高程监测法是指使用卫星定位技术测定海平面高度的方法。近10年来，卫星高程监测法逐渐成为海平面数据的主要获取方式[10]。1992年美国发射的TOPEX/POSEIDON(T/P)卫星标志着精确的海洋卫星高程监测法的开始。从此，卫星监测海平面技术成为研究海平面变化的一个重要的手段和数据来源。卫星以一定的周期沿着某一路径对地表进行监测，再根据数据等面积的空间分布状态，就可以通过取平均值的方法计算出全球海平面高程。卫星测量技术的出现彻底解决了验潮站分布的地域局限，扩大了数据采集的区域，使数据获取的时间序列更加规范和连续，并且能够收集到以前数据极度缺乏的南大洋地区资料。
3.影响海平面变化的因素
3.1海水温度升高对海平面变化的作用
在未来的100年里热膨胀被认为是引起海平面上升的最重要因素。由于海洋的热容量巨大，表层的受热被完全传到海洋的整个深度上会有相当长时间的延迟，结果是海洋不会处在