海平面上升及其危害

海平面上升及其影响 海平面的内涵 海平面 的全称叫平均海平面 原本意思是在相当长的时间内 海平面的平均高程是静止不动的 可用它作为大地测量高程的零点 平均还平面的 高程 是验潮仪自动记录专用测潮井内 浮体高程连续多年每小时读数的平均值计算出来的 近百年来海平面的变化 世界上最早的验潮站是建于1682年的阿姆斯特丹站 百多个验潮站的数据表明近百年来全球海平面保持着断断续续的升 平均上升速率为10 15cm 100a 值得注意的是20世纪40年代以来曾出现全球平均温度下降 但海平面依然保持上升的趋势 它可能与海洋水温变化滞后于气温变化 20世纪40年代以来海水温度持续上升有关 估计表层与浅层海水增温1摄氏度 相应的海平面上升量为11cm 一海平面上升的概念 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叫做海平面上升 全球性海面上升是当今引人瞩目的气候型或称为冰川型海面变动 由于南极冰盖迅速崩解 世界洋面正以每年几厘米的速度上升 广大海岸带将被淹没 危害工农业 交通运输业 商业以及人们的生命安全 是一种全球性大灾难 二海平面上升的幅度与速度 1历史上海平面的变化海平面的升降是全球性的自然现象 在漫长的地质时期里 各种构造运动曾使地球的一些地方隆起 如我国西部的青藏高原 而另一些地方沉降 如我国的东部地区 在运动过程中 也伴随着冷暖变化 冰期 间冰期交替 在冰期 液态的水凝结成冰 雪 滞留在陆地 陆地上银装素裹 海平面大幅度下降 间冰期到来时 陆地上的冰 雪又融化成水 汇流入海 使海水量增大 海平面上升 在古文献中 有关沧海桑田轮回变换的记载和咏叹也不少见 说明古人已认识到这一自然现象 在过去30万年间 至少发生过四次大的冰期 大约在15000年前 最后一次冰期 即第四纪大冰期达到了顶峰 现在仍包含在第四纪大冰期内 当时的海平面比现在低100 150m 台湾岛和大陆是一个整体 现在的白令海峡也曾是连接欧亚大陆与北美大陆的陆上通道 随着地球温度的升高 冰川退缩 在所谓的全新统海侵期间 海平面开始快速上升 但在6000年前 海平面上升的速度急剧放慢 自那时起至今 海平面只上升了几米 2当代海平面上升的速度与幅度 我国著名学者任美愕 施雅风教授认为 自1850年至1950年的200年间 全球海平面上升了10 20cm 平均每年上升1 2mm 中国科学院地学部在2993年4月的咨询报告中指出 根据世界上数百个验潮站资料的分析计算 过去100年内全球海平面平均以每年1 2mm的速度上升 近几十年来 我国沿海海平面的平均土升速度为每年1 5mm 3来海平面上升的预测 管对当代海平面上升的速度众说纷云 但由于化石烧料使用量和温室气体排放量的增大 地球变暖 未来一段时期内海平面上升速度呈加快趋势 这是各国学者已达成的共识 任美愕 施雅风教授于80年代初期估计 到2050年 全球海平面可能要上升20 40cm 根据政府间气候变化委员会1992年的报告 在温室气体排放量不同的情况下 预计到2050年 全球海平面上升的最佳估计值为20 30cm 中国科学院地学部的咨询报告中指出 到2050年 珠江三角洲地区的海平面可能要上升40 6Ocm 上海和天津地区的升幅可能还要大些 中国地质科学院的课题组预测 到2050年我国珠江 长江 黄河三角洲 余部湾地区的海面将上升20 30cm 渤海湾海面士升25一50cm 国弗吉尼亚大学环境系的教授们认为 全球冰川性海平面上升和许多沿海大城市的下沉 将导致下个世纪灾难性的海侵 美国环保局霍夫曼等人曾于1983年预测下个世纪将有若千次冰川性的海平面上升现象汤并估计到2025年 海平面将士升10 25cm 到2075年 海平面可能上升36 191cm 由于影响因素众多 而主要因素温室气体排放量又难以预测 对未来海平面上升的速度和幅度作出预测并非易事 事实上对2050年以后的情况几乎无法预料 因为在那以前 人类赖以维持的能源形式有可能产生本质性的变化 三海平面上升的原因 根据海平面上升诱因的不同可以把海平面上升分为球冰川性海平面上升和区域性相对海平面上升两种类型虽 冰川性海平面上升的原因分析 不少人把冰川性海平面上升的原因归结为温室效应 事实上其影响因素众多而且复杂 从长远观点看其根本原因是各种自然因素而不是人类活动因素 1太阳能辐射量的变化没有太阳能的辐射 地球将是一个大冰球 就不会有地球上互相竞争而又互相依存的 纷繁的生命 太阳能的辐射量不是恒定不变的它与太阳在银河系中的位置有关 太阳绕银心转动一周约需2 8 3亿年 当太阳系在近银心点时 太阳辐射最弱 是全球海退 冰川发展时期 当太阳在远银心点时 太阳辐射最强 是全球海进 气候温暖时期 现在太阳系位于近银心点 外太阳内部活动 如太阳黑子具有万年 千年 百年 35年 22年 11年等不同尺度的周期变化 这对地球气候变化也有一定影响 2地球对太阳辐射的接受率 地球对太阳辐射的接受率与地球相对于太阳的位置有关 地球公转轨道偏心率e 0 00 0 06之间 其值愈大 接受率愈高 现在的e 0 016 地球黄赤交角a对气候变化也有很大的影响 a二21 8 24 4 其值大时 气候温暖 a的最大值出现在9100年前 现在的a 23度26分 3地球有转速度的变化地球自转速度变快时 极地高压增强 气候变冷 反之 副热带高压增强 气候变暖 专家们认为 当代地球自转速度在加决 4温室效应在导致温室效应的各种气体中 CO2起着最重要的作用占50 其次是CH4和CFCl分别占19环和17 再次是O3 占8 这四种气体在导致温室效应的各因素中占94 CO2的主要来源是人类生活和生产活动 约占82 其余18 左右的CO2来陆上光合作用 海洋水体溶解物的化学反应等孟最近的研究发现季节冻土地区的冻土在融解过程中也释放出大量的CO2 CFCI没有天然来源 完全由人类活动产生 美国国家科学院的有关专家曾于1983年预测 全球温室气体的聚积量将于2030一2050年之间加倍 该科学院charney 1979年 和smagrinsky 1982年 估计下个世纪的温升将在1 5 4 5 之间 5其他原因 地球内部热能的变化与对流 大陆地形 一地貌的变化 海水成份 温度 祥流的变化 大气环流型式的变化等都在不同程度上影响着地球的温度及其变化情况 总之所有这些因素都是先引起地球气候的变化 然后再导致海平面的升降 地球温度的升高 一方面意味着海洋水体温度的升高 水体膨胀 水位上升 另一方面 地球变暖将促使冰川融化 汇流入海 增加海洋水量 加速海平面的上升 太阳 地球的运动变化是缓慢的过程 这些因素对某一特定时段的影响具有偶然性 就其长期变化规律来看 现阶段处于相对寒冷期 并且在近期内地球的温度不可能会明显上升 类似白噩纪那样的炎热时期不可能在沂期内重演 由此可见 近几十年来 地球变暖 全球海平面上升的原因主要是温室效应 区域性相对海平面上升的原因 区域性相对海平面上升的原因主要是区域性地面沉降 1构造运动引起的区域性沉降地球的现状是在漫长的地质时期中各或快或慢地继续着 例如在第四纪以后的新构造运动中 青藏高原隆起达4500一6000m 由于印度板块以每年5cm的速度向北偏东方向挤压 迫使青藏高原仍以每年1cm的速度上升 而世界各地的许多海岸带 如哥伦比亚 厄爪多尔西岸 德国北部海岸等都在下沉 我国沿海除黄海山东 苏北沿岸外也都在下沉 渤海 北部湾海岸的下沉尤为明显 沿海陆地的下沉 使海平面的高程相对上升 2松散土层因压实而下陷建立在海湾 河口 河流三角洲地区的城市 如上海 天津 北海 曼谷 纽约 威尼斯等 由于地基多属松散且湿润土层 其上层受荷载作用后 就会压缩沉陷 在这些地区观测潮位 就显示出潮位的相对上升 3超采地下水屯开采石油 天然气引起地面沉降 开采石油 夫燃气 煤炭都会引起地面沉降 不过煤矿一般在远离河口 海岸的地方 过量开采地下水是引起城市地面沉降的主要原因之一 有人做过这样的实验如果在2平方千米面积内 每年抽取10万t的地下水而不作任何补充 地面将下降3cm 4其它因素引起的区域性海平面上升 除此以外 地震 河口水位趋势的变化 围垦等也能引起区域性相对海平面上升 四海平面上升的影响 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 也正因为它是缓发性的 因而往往不被人们重视 以为每年个毫米的上升还构不成危险 其实 这种灾害是累积和渐进的 以现在每年毫米和每十年再增加毫米为例 本世纪第一个十年海平面将上升厘米 第二个十年上升厘米 最后十年将升高厘米 到本世纪末 全球海平面将累积升高厘米 再加上许多沿海地区地面沉降的影响 海平面上升可能达到米甚至更多 这对许多地方的人来说无疑是灭顶之灾 而且就是现在 它己给沿海地区居民带来了危害 它使沿海地区灾害性的风暴潮发生更为频繁 洪涝灾害加剧 沿海低地和海岸受到侵蚀 海岸后退 滨海地区用水受到污染 农田盐碱化 潮差加大 波浪作用加强 减弱沿岸防护堤坝的能力 迫使设计者提高工程设计标准 增加工程项目经费投入 还将加剧河口的海水入侵 增加排污难度 破坏生态平衡 海滨城市面临被海水淹没的危险风暴潮频率与强度增加 海啸灾害 洪涝灾害加剧造成沿海潮滩的损失和动物的迁徙海水入侵 土地盐渍化 侵蚀海岸范围扩大 具体说来海平面上升带来的影响只要表现在以下几个方面 1侵蚀海岸范围扩大 海岸侵蚀是指近岸波浪 潮流等海洋动力及其携带的碎屑物质对海岸的冲蚀 磨蚀和溶蚀等造成岸线后退的破坏作用 经研究表明认为海平面上升是世界海岸侵蚀的共同因素 海平面上升使岸外滩面水深加大 波浪作用增强 从而使侵蚀海岸的范围扩大 2海滨城市面临被海水淹没的危险 世界上主要的城市带大多集中分布在沿海地区 海拔都较低 如果海平面上升许多沿海城市都会面临被淹没的危险 3风暴潮频率与强度增加 海啸灾害 风暴潮是由强烈大气振动如热带气旋 台风或飓风 温带气旋等引起的海面异常升高现象 风暴潮往往带有狂风巨浪 具有成灾快 损失重 危害大等特点 因此 风暴潮灾害位居海洋灾害之首 海平面上升使得平均海平面及各种特征潮位相应增高 水深增大 波浪作用增强 因此 海平面上升增加了大于某一值的风暴增水出现的频次 增加风暴潮成灾几率 同时 风暴潮增水与高潮位叠加 将出现更高的风暴高潮位 海平面上升使得风暴潮的强度也明显增大 加剧了风暴潮灾 从而不仅使得沿海地区受风暴潮影响的频率大大增加 同时也使得暴潮灾向大陆纵深方向发展 并降低沿海地区的防御标准和防御能力 造成更大的灾害损失 4洪涝灾害加剧 沿海的洪涝水量主要通过沿海涵闸排入海洋 由于沿海平均高潮位一般都高于闸上平均水位 因此 平常涵闸排水只能选择在闸下潮水位低于闸上水位的落潮时间进行 海平面上升引起入海径流受潮流的顶托作用加强 入海河流排水能力和排水时间都大量减小 从而使得大量洪涝水量保持在闸上水体中 导致闸上水位场的变化 河渠基准面相应抬升 入海骨干河道的水位随海面上升而升高 其抬升幅度主要与距河口的距离有关 因此 海面上升后势必造成河道排水困难 低洼地排水不畅 内涝积水时间延长 导致涝灾的发生频率及严重程度增加 5造成沿海潮滩的损失和动物的迁徙 潮滩对海岸地区具有重要的经济与生态价值 是宝贵的土地资源 在海涂围垦 牧业渔业和芦苇生产等方面具有重要意义 海平面上升对潮滩淹没损失的影响程度与泥沙来源 沉积速率 滩面形态 潮差 陆地沿岸地形 海岸防护工程 滩涂围垦等因素有关 对于泥沙来源丰富 沉积速率较大 剖面上凸的潮滩 海平面上升引起的潮滩损失较小 反之则大 海平面上升引起的潮滩侵蚀损失则主要是由于海平面上升增加了潮差 并使潮波变形加剧 潮流对潮滩的冲刷作用加强所致 潮滩的损失导致了有些在潮滩里生长的动物只有被迫迁徙 6海水入侵 土地盐渍化 海水入侵是指海水向陆地一侧的移动 它包括海水沿地表 河口 河道的入侵和海水沿地下通道的入侵 海平面上升引起的海水入侵主要通过三个途径 一是风暴潮时海水溢过海堤 淹没沿海陆地 潮退后滞留入渗海水蒸发 增加土壤盐分 影响农业生产 二是海平面上升使得海水侧向侵入陆地 造成土壤盐碱化或破坏淡水资源 三是海水沿着河流上溯 使河口段淡水氯度提高 影响沿河地区的工农业生产和居民生活用水 五海平面上升可能会消失的美景 马尔代夫天堂岛 澳大利亚大堡礁 美国夏威夷群岛 水上城市威尼斯 瑙鲁共和国 六我国应该如何应对海平面上升 在全球气候变化和海平面持续上升的背景下 我国部分沿海地区受海水侵入影响较为严重 长江口 珠江口的咸潮灾害进一步集中 同时海平面上升加剧了沿海风暴潮灾害影响 为保证沿海重点经济区的可持续性发展 有效减缓海平面上升的影响 国家海洋局建议从以下几个方面合理应对 一 沿海各级地方政府应高度重视海平面上升的影响 加强海平面影响调查工作 掌握海平面上升对本地区的影响状况 在制定本地区发展规划时 充分考虑海平面上升因素 二 在沿海重点经济区开展海平面上升影响评价 对评价区域进行海平面上升脆弱区划 将评价结果和