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：平均海平面通過大陸延伸勾畫出的一個(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全球海面變化有過兩個(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.最近兩千年以來海面變化（1）近兩千年來海面變化研究的意義和難度①研究意義：研究近兩千年來海面變化規(guī)律，是進(jìn)行趨勢(shì)外推和情景類比的重要基礎(chǔ)，如過去兩千年曾經(jīng)出現(xiàn)過比現(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，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，還可通過侵蝕作用引起陸地?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，帶來嚴(yán)重后果。過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