全球環(huán)境變化(第七章)

2/2/20231（TelE-mail:yuyajun0211@126.com）于亞軍山西師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院2011年11月

城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院課程全球環(huán)境變化（GlobalEnvironmentChange）海面：海洋水體的真實(shí)表面，是有形的，處于永不停頓的變化中。平均海面：某一統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)特定區(qū)域海面的平均位置，是假想的，靜止的。

實(shí)際計(jì)算是以一定時(shí)期內(nèi)每小時(shí)海面高度的算術(shù)平均值，1956年后我國(guó)統(tǒng)一以青島驗(yàn)潮站（大港碼頭一號(hào)站）的1950~1956年潮汐觀測(cè)資料算得的平均海面作為高程基準(zhǔn)面，即黃海平均海面。一、海平面變化的基本概念（一）有關(guān)海面的幾個(gè)概念第七章全球海平面變化

1.海面與平均海面2.大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面：平均海平面通過(guò)大陸延伸勾畫(huà)出的一個(gè)連續(xù)的封閉曲面。該面是一個(gè)地球重力場(chǎng)的等位面，所以海面的地形起伏本質(zhì)上是受重力控制的，不受地面形態(tài)的影響。

（一）有關(guān)海面的幾個(gè)概念第六章全球冰雪圈變化一、海平面變化的基本概念海面相對(duì)變化：以設(shè)立在陸地上的標(biāo)尺（驗(yàn)潮站的標(biāo)尺）來(lái)測(cè)量海面相對(duì)于地面的升降變化。海面絕對(duì)變化：在地心坐標(biāo)系中度量海面與地心之間距離的變化。海面升降運(yùn)動(dòng)：海面在地心坐標(biāo)系中的升降變化。一、海平面變化的基本概念（二）海面變化的幾個(gè)概念第七章全球海平面變化1.海面相對(duì)變化與絕對(duì)變化海面絕對(duì)變化：在地心坐標(biāo)系中度量海面與地心之間距離的變化。海面相對(duì)變化：以設(shè)立在陸地上的標(biāo)尺（驗(yàn)潮站的標(biāo)尺）來(lái)測(cè)量海面相對(duì)于地面的升降變化。

相對(duì)海面變化（運(yùn)動(dòng)）是海面升降運(yùn)動(dòng)與地面升降運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，所以相對(duì)海面變化量等于絕對(duì)海面升降量與地面升降量的和。一、海平面變化的基本概念（二）海面變化的幾個(gè)概念第七章全球海平面變化1.海面相對(duì)變化與絕對(duì)變化一、海平面變化的基本概念（二）海面變化的幾個(gè)概念第七章全球海平面變化2.岸線升降與岸線擺動(dòng)地面升降與海面升降的混合運(yùn)動(dòng)一、海平面變化的基本概念（三）海面變化的原因機(jī)制第七章全球海平面變化1.絕對(duì)海面變化基本機(jī)制（1）海水體積變化

當(dāng)?shù)厍驓夂蜻M(jìn)入冰期，大路上的冰川體積增加，即可造成海面下沉；反之，當(dāng)?shù)厍驓夂蜻M(jìn)入間冰期（暖期），在水量不變的情況下，海面會(huì)因體積膨脹而上升。這種受氣候變化控制的大陸冰量和海洋水量變化引起的海面變化稱(chēng)為冰川型海面升降運(yùn)動(dòng)。一、海平面變化的基本概念（三）海面變化的原因機(jī)制第七章全球海平面變化1.絕對(duì)海面變化基本機(jī)制（2）洋盆容積變化

地殼運(yùn)動(dòng)引起洋盆容積變化導(dǎo)致海面升降變化，如洋中脊隆起使洋盆容積減少，海底擴(kuò)張使洋盆容積擴(kuò)大等。這種海面變化往往是全球性的，并且是極其漫長(zhǎng)的地質(zhì)過(guò)程。一、海平面變化的基本概念（三）海面變化的原因機(jī)制第七章全球海平面變化1.絕對(duì)海面變化基本機(jī)制（3）大地水準(zhǔn)面變化地球重力場(chǎng)的變化引起的，如地球自轉(zhuǎn)速度變化造成海面變化，這一變化屬全球不一致的變化。二、海面在歷史時(shí)期和近期的變化（一）長(zhǎng)時(shí)段的海面變化第七章全球海平面變化1.前第四紀(jì)海面變化古生代以來(lái)全球海面變化有過(guò)兩個(gè)高海面和兩個(gè)低海面階段，分別是：寒武紀(jì)晚期高海面、侏羅紀(jì)早期低海面、白堊紀(jì)晚期高海面、晚新生代低海面，期間海面升降的最大幅度為300m以上。二、海面在歷史時(shí)期和近期的變化（一）長(zhǎng)時(shí)段的海面變化第七章全球海平面變化1.前第四紀(jì)海面變化

新生代的65Ma總體屬于低海面階段，但期間有過(guò)3次次級(jí)波動(dòng)，即：古新世至始新世高海面、漸新世晚期低海面、中新世中期高海面、中新世晚期低海面、上新世高海面、第四紀(jì)低海面。二、海面在歷史時(shí)期和近期的變化（一）長(zhǎng)時(shí)段的海面變化第七章全球海平面變化1.前第四紀(jì)海面變化圖三疊紀(jì)~第四紀(jì)全球海面變化曲線三疊紀(jì)侏羅紀(jì)白堊紀(jì)第三紀(jì)二、海面在歷史時(shí)期和近期的變化（一）長(zhǎng)時(shí)段的海面變化第七章全球海平面變化2.第四紀(jì)海面變化（1）更新世海面變化更新世全球海面變化主要受冰期——間冰期氣候變化控制。其基本情況是海面隨氣候的冰期——間冰期變化發(fā)生過(guò)多次升降，冰期對(duì)應(yīng)于低海面，間冰期對(duì)應(yīng)于高海面。研究表明，更新世冰期最低海面較現(xiàn)代海面低百米左右，間冰期最高海面則與現(xiàn)代海面相差不過(guò)數(shù)米。二、海面在歷史時(shí)期和近期的變化（一）長(zhǎng)時(shí)段的海面變化第七章全球海平面變化2.第四紀(jì)海面變化（2）全新世（從10kaB.P.開(kāi)始）海面變化全新世是地球氣候史上最新的一個(gè)間冰期，該時(shí)期海面變化主要呈現(xiàn)：①早全新世海面快速上升，6kaB.P.前后已接近現(xiàn)代高度。②該期海面存在多次小幅波動(dòng)。

目前，關(guān)于全新世中期海面是否曾高于現(xiàn)代，仍存在廣泛的爭(zhēng)論。二、海面在歷史時(shí)期和近期的變化（一）長(zhǎng)時(shí)段的海面變化第七章全球海平面變化3.最近兩千年以來(lái)海面變化（1）近兩千年來(lái)海面變化研究的意義和難度①研究意義：研究近兩千年來(lái)海面變化規(guī)律，是進(jìn)行趨勢(shì)外推和情景類(lèi)比的重要基礎(chǔ)，如過(guò)去兩千年曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)比現(xiàn)代更為溫暖的氣候（如公元900年~1300年的中世紀(jì)溫暖期），這與21世紀(jì)溫室效應(yīng)變暖類(lèi)似，所以，若能弄清當(dāng)時(shí)海面上升幅度和對(duì)沿地區(qū)的影響程度，這對(duì)預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變暖導(dǎo)致的海面上升情景是十分有用的。二、海面在歷史時(shí)期和近期的變化（一）長(zhǎng)時(shí)段的海面變化第七章全球海平面變化3.最近兩千年海面變化（1）近兩千年來(lái)海面變化研究的意義和難度②研究的難度：

由于兩千年期間的海面變化屬于以百年為單位的小尺度變化，用海面變化研究的常規(guī)方法難以檢測(cè)到此類(lèi)微小的變化信號(hào)。二、海面在歷史時(shí)期和近期的變化（一）長(zhǎng)時(shí)段的海面變化第七章全球海平面變化3.最近兩千年海面變化（2）近兩千年來(lái)海面變化研究的初步結(jié)論

中國(guó)學(xué)者研究結(jié)果表明：中世紀(jì)溫暖期中國(guó)東部海面可能比現(xiàn)在高0.4m~0.7m，，而小冰期的最低海面至少比現(xiàn)在低0.2m~0.3m。盡管這些數(shù)據(jù)具有很大的不確定性，但其所顯示的兩千年來(lái)中國(guó)東部歷次海面波動(dòng)中的相對(duì)高海面位置趨于下降、波動(dòng)趨勢(shì)趨于減小的基本特征是較為可信的。三、未來(lái)海面上升的影響第七章全球海平面變化1.海岸濕地和低地被淹沒(méi)當(dāng)海面上升速率大于濕地堆積速率時(shí)，將導(dǎo)致濕地?fù)p失，按預(yù)測(cè)的21世紀(jì)海面上升速率，美國(guó)現(xiàn)有海岸濕地可能會(huì)有一半以上被海水淹沒(méi)，我國(guó)長(zhǎng)江三角洲及毗鄰地區(qū)到2050年潮灘和濕地將損失13.7%~44.3%。三、未來(lái)海面上升的影響第七章全球海平面變化2.海岸侵蝕加劇海面上升不僅直接導(dǎo)致土地淹沒(méi)，還可通過(guò)侵蝕作用引起陸地?fù)p失。研究表明，當(dāng)海面上升50cm時(shí)，長(zhǎng)江三角洲地區(qū)侵蝕岸線占岸線總長(zhǎng)度的比例將從現(xiàn)在的36%增加到50%左右，一些目前相對(duì)穩(wěn)定的岸線將陸續(xù)演變成侵蝕岸線，用于防護(hù)海岸和海堤的費(fèi)用將成倍增加。三、未來(lái)海面上升的影響第七章全球海平面變化3.風(fēng)暴潮災(zāi)加劇海面上升將會(huì)使風(fēng)暴潮位增高，帶來(lái)嚴(yán)重后果。過(guò)去幾十年海面上升已使我國(guó)沿海的風(fēng)暴潮災(zāi)呈現(xiàn)出加劇趨勢(shì)，如以1951年~1970年和1971年~1990年兩個(gè)時(shí)段比較，中國(guó)臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮的出現(xiàn)次數(shù)和成災(zāi)次數(shù)后一時(shí)段較前一時(shí)段增加了28%，同時(shí)，隨著海面的進(jìn)一步上升，許多地方以前100年一遇的最高潮位將