海平面升降由谁主宰及差异之谜

[2015-07-17] 作者:世界未解之迷网 阅读量: 分享到_微信朋友圈:

点击查看原图

  设想此刻,你正坐在北极附近格陵兰岛的海边。在你脚下,北冰洋海水正在舔舐着岸边的岩礁;在你身后,耸峙着巍峨的格陵兰冰川。然后,让我们穿越时空,看看几个世纪之后的情景。那时,你身后的冰川将全部融泄入大海,全球海平面因此而上升。

  但让你始料不及的是:当纽约、上海等城市的居民正在抗击汹涌的海浪之时,另一些沿海城市却安然无恙;而你眼前的景况更让人吃惊,海平面不仅没上升还下降了差不多100米。你坐的地方变成了一块远离大海的旱地!

  你会问:“全球的海洋不是连成一体的吗?水不是流动性很强的液体吗?既然如此,各地的海平面应该步调一致地上升,升幅也该一样。怎么会有的升多,有的升少有的不升反降呢?难道海龙王也暗中收受贿赂,对有的地方网开一面吗?”

  对于这个问题,不仅是你,海洋学家都一度困惑莫解。有人据此怀疑气候变暖是个假象。但现在真相已经大白,解释起来也并不复杂。

  海平面并非“一碗水端平”

  这一切都与这样一个事实有关:海洋并不像它从远处看上去那么平坦。

  有句俗话叫“一碗水端平”,字面意思是,一碗水只要静止不动,哪怕放在粗糙不平的地方,水面也严格保持水平。但是,一旦涉及海平面那么大的水体就是另一回事了。哪怕波平如镜,没一丝风浪,海面上也起伏着水的“丘陵和谷地”,只是它们坡度太缓,我们肉眼不易觉察罢了,但有时落差可达数米。

  海面的这种“地势”是如何形成的?第一个参透其中奥秘的,是美国物理学家罗伯特·伍德沃德。他在1888年的一篇论文中指出,地球表面的任何大质量物体,从山脉到冰川,都会对周围的水体产生巨大的引力,使水向自身的侧翼流动。

  这个现象有点类似液体的毛细现象。你一定注意过,在细管子里,水面往往呈开口朝上的抛物线形,越靠近管壁,水面越高。毛细现象是液体表面张力作用的结果,但我们这里谈到的是一种引力效应。

  如此说来,不论海岸边的山脉、冰川还是大海中的岛屿,都可能对附近海面的“地势”产生影响。如果说过去几千年来,这种海面上的“地形”基本上保持不变,那么如今,变化已经开始了。随着两极冰川的消融,这些巍峨的冰川对附近海域海水的引力消失了所以海平面正在形成新的格局。

  1977年,两位海洋学家把引力效应纳入考虑,他们在计算模拟中发现,一旦脆弱的南极洲西部的冰川消失,地球上大部分地区的海平面将上3t,但在南半球的部分海域海平面会下降。事实上,不仅南极冰川,每一处冰川的融化都将在全球海平面上留下自己独特的 “印迹”。

  地壳反弹让海平面下降

  可惜1977年的这一发现一直没有引起学术界的足够重视。“海平面在静止时一碗水端平”的老观念深入人心。海洋学家在谈论海平面时依然以为融化的冰川会给全球海平面带来整齐划一的变化。直至今日,大多数展现未来海平面升高的地图,都是在这一过分简化的假定之上绘制的。

  然而,测量数据早就与这一假定相冲突了。散布于全球几百个地点的观测站都显示出平均海平面在缓慢上升但地区之间的差异很大。1990年代,人造卫星绘制的第一张全球海图,再次证实了这些令人困惑的区域性差异。

  一开始,海洋学家怀疑上次冰期的一种残留效应在起作用。自19世纪起,人们就已经知道,冰川的重量会压低地壳。地壳下沉,深层的岩石便会朝旁边挤压,使周围区域突起。这就好比你挤压一个气垫,挤压的地方陷下去,但周围会鼓起来一样。当冰川融化,重量减轻,地壳就恢复原先的形状。地表上升,表观上看起来好像海平面在下降。反之,如果一个地区的地表在下陷,那么表观上看起来,就好像海平面在上升。

  在上个冰期,广裹的冰川曾经覆盖北美大陆和欧亚大陆,重量之巨,使得有的地方地面下沉了足有500多米。大约距今2万年前,当冰川开始融化时,地壳一度回弹非常迅速。在那之后,回弹过程仍在继续,但速度慢了许多。时至今日一些地区仍在上升比如加拿大东北部的哈德逊湾附近地表,每年都要升高1厘米二而那些曾经被迫突起的地区则仍在下沉。这样一来,在这些地方,我们看起来好像海平面在下降或者上升。

  地壳的回弹效应虽然能解释一部分海平面变化的区域性差异,但是无法解释全部。举例来说,回弹无法说明,相对于全球平均速度,欧洲的海平面为什么上升较慢。

  地球自转轴的改变 带来的变化

直至1990年代末,引力效应才被哈佛大学的海洋学家米特洛维奇重新拾起,用于解释海平面上涨的地理性差异。

  米特洛维奇与同事一起,用计算机模拟了一系列冰川融化的状况,想看一看整个地球和海洋系统会作何反应。除了引力和地壳回弹这两大影响,这个团队还考虑了一些次要效应,比如地球自转轴的移动。 去掉某一地区的冰川,会改变地球这颗星球的平衡。比如说,如果格陵兰岛上的冰川融化,地球的自转轴就会朝冰川原来所在的方向偏移大约500米。赤道地区也会因此略微翘起。这一变化虽然不显著,但也会影响到海平面的变化,在一些地方足可造成半米的升或降。

  这样看来,影响海平面的有下列因素:首先,从总体趋势上看冰川的融化会让全球平均海平面上升;其次,由于受引力、地壳反弹以及地球自转轴的变化等因素的影响,海平面上升的幅度各地不一,有的地方升多,有的地方升少,有的地方不升反降。所以,我们不能拿某地海平面近年来不升反降作为否定全球气候变暖的证据。

点击查看原图

  米特洛维奇的团队于2001年宣布,将所有这些效应考虑在内之后,他们就可以解释观察到的海平面变化的地理差异。他们还预测,要是格陵兰岛的冰川彻底消融,格陵兰岛周围2000千米的海域都将受到影响。届时,苏格兰北部周围的海面将会下降超过3米,冰岛周围的海面则会下降10米。尽管欧洲的大部分海岸都会出现海平面升高,但高度将会远低于7米的全球平均值。不过融水总要有地方去,因此更远的地方将会出现高于平均值的抬升。南美洲遭遇最惨,将面临多达10米的海平面升高。

  现在如果你想逃避海平面上升的威胁,知道该去哪了吗?

    真诚欢迎各科普媒体、机构、专家和网友与我们联系合作!

    版权所有,保留一切权利! Designed by 澳门葡京网上娱乐 沪ICP备17049515号-8

    友情链接: