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海平面(地理术语)

海平面(Sea level)是海的平均高度。指在某一时刻假设没有潮汐、波浪、海涌或其他扰动因素引起的海面波动,海洋所能保持的水平面。

海平面的相关定义有“全球海平面”、“本地海平面”以及“相对海平面趋势”等

由于多种因素影响,海平面不是完全平的,海洋表面有三个较大的隆起区域,一个在澳大利亚东北部海区,隆起高达76米,还有三个较大的凹陷区域,一个在印度洋上,凹陷深达112米 [1]

海平面的相关定义有“全球海平面”、“本地海平面”以及“相对海平面趋势”等等。全球海平面指的是所有地球海平面的平均高度,我们经常提及的“全球海平面上升”指的就是全球平均海平面上升趋势增加。本地海平面是指沿海岸相对于陆地上特定点所测量的水位高度,通常是潮汐站所测量的当地海平面高度。而相对海平面趋势则反映了当地海平面随时间的变化趋势。这种变化趋势是诸多沿海数据应用中最为关键的一个,包括沿海测绘、海洋边界划分、沿海区域管理、海岸工程等都会用到这一指标 [1]

海平面(Sea level),是的平均高度。它是通过与标准水平面的高度比较来确定的,然而由于牵涉到一些复杂且困难的测量,使得精确确定海平面成为一个困难的工作。测量海平面的仪器叫做验潮仪,一般微风所导致的海面的波浪可以通过平均的方法消除掉,潮汐所导致的海平面的升高和跌落也可以通过长时间的观测后取平均值的方法消除掉。海平面的测量总是相对于陆地的测量,因此海平面的变化可以是真正地由于海面的变化导致的,也可以是由于陆地的变化导致的。2009年12月1日,总部设在英国剑桥的南极研究科学委员会发布研究报告称,气候变化可能导致本世纪末海平面最高上升1.4米,这一最新预测是原先估计值的两倍多。

一般人认为海平面是平面,如果大海真的是平面的话,那么整个地球表面的海域将连成一体,同时“地球是一个椭球形”这一说法就不成立了,推而广之,平时我们说的大湖面是平的也都是相对概念。之所以有这种认识上的差异,就是观察点不同。

其高度系利用人工水尺和验潮仪长期观测而得。按观测的时间长短不同分为:日平均、月平均、年平均和多年平均海平面。日平均海平面不但随天气状况而变化,且具有季节、半年、一年和多年周期变化。月平均海平面年内最高值和最低值之差(年较差):渤海60~70厘米、黄海35~50厘米、东海30~35厘米、南海20~40厘米。年平均海平面较差可达10厘米左右。中国于1956年规定,以青岛验潮站观测所得的多年平均海平面为全国统一的高程起算面,称为青岛平均海面或黄海基准面。中国地形图上所指的海拔高度,就是从这个海平面起算的。

由于多种因素影响,海平面不是完全平的,科学家通过测量发现,海洋表面有三个较大的隆起区域,一个在澳大利亚东北部海区,隆起高达76米;第二个区域在北大西洋,隆起高度是68米;另一个在非洲东南部,隆起区域高为48米。另外,另外,还有三个较达的凹陷区域,一个在印度洋上,凹陷深达112米;第二个区域在加勒比海,凹陷深度为64米;第三个区域在加利福尼亚以西,凹陷深度为56米。相关的卫星图片也显示,美国西海岸的绝对水位高于东海岸的水位 [1]

为什么海平面不平呢?造成全球海平面差异的原因有哪些呢?在假设海平面没有任何波浪的情况下,科学家认为造成海平面差异主要有三个原因:

这要从影响海平面不平的两个主要因素谈起。一是涨潮、落潮、风暴和气压高低等因素,使海面始终不能归于平静;二是海底地形的不同,也决定了海面的不平。我们知道,海底的地形是十分复杂的,它不仅分布有巍峨的海底山脉、平缓的海底平原,而且还有许多陡峭的海底深沟。由于受海底地形的影响,一个海区的海面会低于或高于另一个海区几米、甚至十几米。据科学家们使用雷达(无线电)高度计测量,发现在大西洋海面不同海域存在着高度差,甚至在美国南卡罗来纳州和波多黎各岛之间比较小的海域内,也存在着高度差。一般来说,海底是一座山脉的地区,海面就比其他海域高一些;而海底是一个盆地的地区,海面就比其他海域要低一些。比如,同是大西洋海域,波多黎各海下是一片凹地,因而这一地区的海面就比周围地区明显的低;而巴西东部由于海下有一座3500米的海岭,所以这里的海面就比其他地区要高。

第三,有时海面的高低还与附近的巨大的山脉或山脉所组成的物质的积聚有关。这种物质的积聚,可以使其表面引力弯曲,从而形成一种动力,驱使水离开一个地区而流向另一个地区。

尽管风、海底地震潮汐总是引起的海面涨落,但是人们还是认为海面是平坦的。随着人造卫星测量技术的发展,人们发现,甚至风平浪静的海面也是坑坑洼洼的。有些地区海面凸起,有些地区海面凹陷。两者最大可以相差100多米。但是,因为海平面凹凸的变化在1000千米以上的广泛范围内逐渐变化,所以不容易被航海者察觉。 [1]

地球上,严格的来说,从全球整体看:“海平面也不是平面”。地球的表面是曲面,海水受地心引力影响依附在地表,因此地球上的海“平”面也是曲面。

冰川

在气候寒冷的地质时期,极地周围形成冰盖,海洋中的海水量减少,海平面降低。当气候转暖,冰盖融化,冰水流回大洋,海平面升高。不同学者估计全球现代冰川体积在(20~34.75)×10□立方公里之间,如果全部融化,将使海面升高50~85米(未考虑因海水增多而发生的海底均衡下沉)。按第四纪末次冰期冰盖的体积估算,当时的海平面比目前低135米。这种海面升降的幅度各学者估计不尽相同,主要看如何估计南极大陆的冰盖厚度。尽管如此,第四纪以来海平面变动主要是由冰川消长所引起的论点已基本上得到公认。

构造

因构造而引起的海平面变动有的是全球性的,有的是局部地区性的。

引起全球性海平面升降变动的构造作用是洋盆容积的变化、洋底下沉或新洋盆形成。世界洋盆的总容积增大,导致海平面降低。相反,洋底抬升,某些洋盆消失,可使海平面升高。板块构造学说认为海平面变动与海底扩张速率有关。大洋中脊上增生的物质是热的,随着时间的推移而逐渐冷却,变得致密,因而洋底岩石圈在横向扩张移动过程中随时间而下沉。如果海底扩张速率很快,距中脊顶部一定距离的洋底没有足够时间以冷却到“正常”程度,洋底就比正常情况下高,因而即使海水量不变,由于洋盆容积减小,海面也会升高。相反,海底扩张速率很慢,海面降低。海底扩张速率变化引起的海平面变动,周期长达数百万年,变化幅度可达300~500米。另外,还有人认为大洋中脊系长度变化会影响洋盆的容积。在大陆分裂期大洋中脊发展,导致世界范围的海侵,而在大陆汇聚形成超大陆时,则造成海退。

局部性的地壳升降运动,引起区域性的海平面变动。这种变动不是海平面与地心之间的距离变化,而是由于地壳升降,导致海面相对于陆面之间的距离发生变化。这种变动往往叠加在全球性海平面变动之上。

水准面

大地水准面受地球重力控制。由于地球内部物质分布不均匀,由此引起重力的变化,大地水准面的形态也随之变化。这种海平面变动表现为有些海区海平面升高,另一些海区海平面降低,从而使全球各地海平面升降既不一致,也不规则。如1976年N.A.默纳尔指出,新几内亚的高海平面与马尔代夫群岛附近的低海平面高差约180米。

水压均衡

当冰盖融化,冰水回流入海,海底因水负载增加而下沉,直到新的平衡建立为止。有人估计近7000年来因负载影响洋盆下沉了 8米,大陆上升了16米。其对陆架区的影响更显著。

冰川均衡

在覆冰区巨大的冰盖使下伏的地壳下沉,因岩石圈具有弹性,下沉范围远超过覆冰区;而在冰前沉陷区外侧,地壳向上弹性隆起。当冰盖消融后,地壳又因弹性恢复到原来的状态。末次冰期以来,在斯堪的纳维亚地区均衡上升了约300米,现仍以每百年一米的速度继续上升。

流变均衡

地球流变论认为在各种因素作用下粘弹性地球和其上的水体一起调整达到平衡状态。因此上述的冰川及水压均衡的影响不是局部性的,它波及全球,形成若干海面上升区和下降区。J.A.克拉克提出了全新世(15000年)以来全球海平面变化的数学模式,他把世界大洋分为6个海面升降各不相同的地带,指出由冰川作用引起的海平面变动,在各地是不一致的。这一模式已得到全球13个地点观测资料的证实。

上述各种因素中,全球性构造运动对整个地史时期的海平面变动起决定性作用。第四纪以来,冰川作用对海平面变动影响最大。其他诸因素由这两个因素派生出来。此外,影响海平面变化的因素还有:海洋中沉积物的堆积,地球内部的水通过海底火山作用进入大洋,河流湖泊的变化等。

海水面的升降变动。它是海水量、水圈运动、地壳运动和地球形态变化的综合反映,地球演化的一个重要方面。海水时刻在运动,海平面也不断在变动。这种变动有短期的,如日变动、季节性变动、年变动和偶发性变动等,主要与波浪、潮汐、大气压海水温度、盐度、风暴、海啸等因素有关,其升降幅度小,且常是局部的(见平均海平面);也有长期的,即地质历史期间的海平面变动,其变动幅度大,是大区域性的,甚至是全球性的。海洋地质学主要是研究长期的海平面变动。

长期海平面变动引起的最直接后果是海侵或海退。它导致海岸线移动,海陆变迁,对大陆架海岸地貌、浅海与近岸沉积和矿产的基本特征产生很大影响,使海岸工程、港湾建筑遭受侵袭或废弃,河道由于基准面变化或淤或冲。因此研究海平面变化规律,预测其发展趋势,对研究第四纪地质新构造运动、探索气候变化规律以及对于人类生活和生产都极为重要。

1906年,奥地利地质学家E.修斯提出了全球性海面变动的概念。他认为地史上主要的海侵和海退是由海洋盆地容积变化引起的。30年代,R.A.戴利发展了“冰川控制”概念,并对冰川消长引起的海平面升降值作了估算。60年代,板块构造说提出,板块扩张速率变动可导致洋盆容积的变化,进而控制海平面的升降。70年代,一些学者把地壳和水体当作统一的平衡体系,用地球流变观点研究地球各区域之间海平面升降的关系。1974年“国际地质对比计划”(IGCP)设立了海平面研究组织,加强了全球海面变化的对比研究。当前研究重点是关于世界海面变化的起因与未来发展的趋势问题。

第四纪海平面变动的控制因素是冰川作用。随冰期-间冰期的交替,海平面脉动降升。35000年以前,海平面大致接近现在位置,末次冰期最盛期(约15000~20000年前),海平面约比现代海平面低130米左右,随后迅速上升到现代位置。对于全新世海平面上升的过程,大致有以下3种意见(见图不同学者所作的10000年来海平面变动曲线):①距今6000年前,海平面比现代海平面高3~4米,此后海平面上下波动,最后达到现代位置。②海平面持续上升,但在距今15000~5000年前迅速上升,之后缓慢上升到现代位置。③认为在3000~5000年前,海平面已升至现代位置,以后无大变动。很多人认为目前海平面正以每年1毫米的速度在上升。但是考虑到大地水准面-海平面变动等因素,不同地区的海平面变动过程应有所差异。

根据调查得知,在冰期低海面时,大片陆架浅海出露成陆,从而使日本与中国、亚洲与美洲(沿白令海峡)、英国与欧洲大陆、澳大利亚与新几内亚等相互连接,这对植物群和动物群(包括古人类)的迁移,有着深远的影响。

中国海洋地质学者在东海陆架边缘发现了古海岸线,用□□C法测出其中生物残骸的年龄为15000年左右,陆架上发现有阶地和古河谷。学者们几乎一致认为距今15000年前,东海的海平面处于最低位置,比现代海平面低约130~160米,古海岸线在东海冲绳海槽西坡的陆架外缘。距今15000~6000年期间海面迅速上升到现代位置,至于是否曾高出现代海平面认识不一。5000年以来海平面变动不大。中国沿海的大陆架就是因冰川消融、海面上升而使滨海平原被海水淹没而形成的。

2016年3月22日,国家海洋局召开发布会,公布2015年《中国海平面公报》与《中国海洋灾害公报》。2015年,我国沿海海平面较常年高9厘米,为1980年以来第4高位。35年来,我国海平面增长约11厘米,近10年海平面上升趋势明显。 [2]

研究方法和存在问题

短期的海平面变动主要通过验潮站直接水位测量大地水准重复测量以及历史资料整理得出。

长期的海平面变动主要通过保留的沉积层地貌特征确定古海岸线位置和海平面高度,并使用同位素分析方法测定其年代。常选择稳定地区(如地盾)或大洋岛作为研究海平面变动的场所。目前只能定量计算15000年以来的海平面变动幅度。人们对海平面变动及其历史的认识还很不完善。由于海平面变动因素复杂,调查测量技术上又存在许多问题,例如软体动物遗骸在沉积后发生搬移、碳的放射性污染、泥炭堆积深度估计误差等,都影响定量精度。大陆边缘没有绝对稳定的地区,确定海平面变动幅度须排除局部构造运动的影响,但目前还无可靠的方法把它区分开来。因而对于最后一次冰期海平面下降的深度认识很不一致。

目前海平面变动研究,一方面从测年技术上提高精度,另一方面加强全球性对比研究海平面上升

海洋球场

摩根.德波尔站在海边九洞高尔夫球场上挥动着球杆。这个球场是他亲手修建的,他还清楚地记得,50年前自己全家搬迁到这里时,这片球场的位置还沉在海面之下,但不久以后陆地就从水中升起,10年前他在此修建了球场。是什么原因让这片土地在40年内就隆起到了海平面之上呢?

答案不是板块运动,而是全球变暖!

德波尔的土地属于美国阿拉斯加州的朱诺地区,那里的陆地上矗立着巨大的冰川。近些年来,由于全球变暖的影响,许多冰川融化了,被冰川死死压在下面的陆地由于压力减轻,开始了缓慢而连续的上升过程。这就好比一个人从沙发上站起来后,沙发被身体压陷的部分会逐渐恢复原状。冰川融水流入大海越多,陆地受到的压力反而越少,上升的速度就越快。

在朱诺地区附近,一年的时间,冰雪融化使大多数冰川的界线向陆地内部后退了10米或者更长的距离。与之对应,科学家测量后发现,这里的陆地在200年内至少已经上升了3米多,如果全球变暖继续加剧,到2100年,这里的陆地还要再上升1米。

听上去上升的似乎不多,但陆地以这样的速度上升,已经给当地的环境造成了巨大的影响。由于海平面相对于陆地下降了,于是陆地的地下水位也跟着下降,而海边附近的湿地抬升,原本蓄积的水流走了,干燥的土地取代了湿地。冰川融水冲下来一些沉积物,堵塞了一些通航的水道,航道上的一些浮标现在都陷在了淤泥中。当地1600平方千米的沼泽面临消失的危险,那里栖息的动植物面临灭顶之灾。

全球变暖

朱诺地区陆地上升的现象其实并不罕见,在格陵兰岛和北欧的一些寒冷的海岸地区,由于冰川融化,也曾出现过明显的陆地上升现象,而且时至今日,这个上升过程仍在继续。这就让我们不禁对一个流传很广的科学观点提出质疑,这个观点认为,当全球变暖,冰川融化后,海平面将大幅上升,淹没低洼的海岸地区,许多沿海城市将彻底沉入水中。

如果不考虑其他条件,只考虑冰川水流入大海,这个观点还算正确。最近,一些科学家就做了一个测算,如果南极洲西部大冰原完全解体,海平面会上升多少米?

南极洲西部大冰原由于气温相对来说更靠近冰的溶点,因此全球变暖对那里的冰川威胁最大。在南极洲的一些地区,陆地的海拔在1500米之上,而覆盖在上面的冰层的厚度也超过了1500米。这样的地形结构其实很危险,因为一旦上覆冰川部分融化,温暖的融水会流到冰层和它下面的陆地之间的接触面,使冰川和陆地之间的摩擦力大大减小,冰川很容易向地势较低的位置滑动,最终滑入大海之中。经过计算,如果这些冰川全部融化流入大海,海平面将上升3米。

过去曾有一些危言耸听的观点,认为根据水量进行的粗略估算,若全球冰川融化,将让海平面上升几十米甚至上百米,这种算法其实并不科学,而这个上升3米的新数据则要科学多了。虽然,南极洲西部大冰原上的冰川只占世界冰川总量的一小部分,但是我们必须明白,其他地区的冰川基本上不会对海平面的升降造成多少影响。

比如北冰洋上的冰山,漂浮在海洋之上,根据物理学的定律,物体所受浮力等于排开液体的重力,如果那些固态的冰融化成液态的水,海平面基本上不会有什么改变。另外,南极洲的其他地区也存在着大量的冰川,不过那里往往气温极低,年平均气温在-40℃以下,因此即使全球变暖导致地球表面升温几度甚至十几度,都不会让那些地方的冰川融化,因此也就不会影响海平面的升降。某些大陆高山上的山岳冰川如果融化,确实会让海洋中的水增加一些,但南极洲和格陵兰岛的冰川就占了冰川总量的99-还多,山岳冰川即使全部融化,那点水相对于海水总量也是微不足道的。

这样分析下来,全球变暖也许会让海平面略微上升,但幅度远没有人们想像的那样大。甚至在一些地区比如文章开头谈到的朱诺地区,海平面相对于陆地竟然还会下降。另外,如果考虑到其他因素,海平面上升的结论也许还要修改一下。

沧海桑田

我们可以想像,如果南极西部大冰原融化,那里的陆地也会出现朱诺地区的现象,开始缓慢的抬升过程,这是一个普遍的地质学规律。

地质学家很早就发现,地球表面不同地点的地壳厚度并不相同,一般来说,越是海拔高的地区,其地壳厚度不仅向上增厚,而且向地幔陷下去的部分也增厚,而海拔低的地区,其地壳也相对比较薄。人们从重力的角度来解释这个现象,地幔虽然是流体、半流体状态,但密度其实比地壳的密度要大,因此地壳就好像漂浮在水面上的木块一样。越大的木块,它沉入水下的部分也越多,越小的木块,沉入水下的部分越少,地壳和地幔的关系也是如此。

根据这个规律,一旦南极的冰川融化,南极大陆将出现明显的上升,就好像把浮在水面的木块上部削掉一块后,木块水下部分将上浮一样。由于地壳下面的地幔具有流动性,因此那里的地壳上浮,就意味着旁边的物质要来填充空出来的位置,于是地幔就会因为冰川融化而发生大变动。此外,从板块运动的角度看,以南极洲为代表的大陆如果上浮,那么海洋板块向大陆的下面俯冲就更加容易了,因此俯冲速度更快,海洋下面的地壳一端会被加速拉进地下而消失,在大洋中脊(海洋底部并非一块平地,上面也有深沟和隆起。隆起部分像山脉一样贯穿整个洋底,这叫大洋中脊)的位置地壳产生的速度却不变,于是海底地壳就如同橡皮泥一样,被拽得越来越薄。于是,相对于大陆的抬升,海底竟然有可能是下降的!

如此一来,海平面不但不会上升,甚至可能会下降,这真是一件出乎意料的事情,但从科学角度看,又是合情合理的。

区域淹没

全球变暖的趋势从100年前就已经形成了,至今气温仍然在不断攀升。如果我们仔细考察一下全球的海岸线地区,我们能够发现因为海平面上升而导致的大面积被淹没的区域吗?

没有,一个明显的案例都没有!虽然一些局部的位置海岸线也许会向陆地方向扩张,但那往往是因为局部陆地沉降、海水冲刷岸边等因素造成的,和全球变暖导致冰川融化没有关系。中国的上海市位于长江口,毗邻太平洋,那里从一百多年前的小渔村发展成为今天的大都市,从未受到过所谓的海平面上升的威胁。

相反,冰川融化造成的陆地抬升的事例却是比比皆是,最有名的要算北欧的瓦尔肯群岛,那里的大地由于万年之前冰川融化后,原来被冰川压迫的土地就一直抬升,小岛不断从海面升起,站在陆地观察,海岸线不断向海洋方向退去,海湾变成了湖泊,沼泽变成了草地。这个奇特的地区如今成为世界自然遗产之一。

看来,我们不必因为全球变暖,而担心海滨城市被水淹没了。那么,我们不用担心全球变暖了吗?非也,全球变暖对我们生活的最大影响,应该是气候的变幻莫测导致的灾害性天气的增加,洪涝灾害频频发生,农业生产和交通、通讯受到很大的影响,人类适宜居住的地区也会减少,这都需要我们小心应付。

海平面上升(Sealevelrise)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。研究表明,近百年来全球海平面已上升了10~20厘米,并且未来还要加速上升。但世界某一地区的实际海平面变化,还受到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。海平面上升对沿海地区社会经济、自然环境生态系统等有着重大影响。首先,海平面的上升可淹没一些低洼的沿海地区,加强了的海洋动力因素向海滩推进,侵蚀海岸,从而变“桑田”为“沧海”;其次,海平面的上升会使风暴潮强度加剧,频次增多,不仅危及沿海地区人民生命财产,而且还会使土地盐碱麟海平面随时都在上升化,海水内侵,造成农业减产,破坏生态环境。在中国,受海平面上升影响严重的地区主要是渤海湾地区、长江三角洲地区和珠江三角洲地区。

全国政协常委、中国科学院院士秦大河表示,受全球气候变暖、极地冰川融化、上层海水受热膨胀等因素影响,全球海平面持续升高。

据了解,1901年到2010年的百年间,全球平均海平面上升了19厘米,平均每年1.7毫米;预计到本世纪末,全球海平面上升不到2米,但其后全球平均气温每升高1℃,海平面上升将超过2米。从1980年至2014年,我国沿海海平面上升速度为每年3.0毫米,远高于全球平均水平1.7毫米。 [3]

由于南极冰川融化等因素,过去7年全球海平面上升17毫米,相当于人体食指第一指节宽度。

据国外媒体报道,2005年至2011年卫星跟踪分析海洋、冰原和冰川的融化状态,证实过去7年里平均每年海平面上升2.39毫米,并且海平面上升趋势并未停止。过去7年里海平面已升高接近17毫米,相当于食指第一指节的宽度 [4]

这种微妙的变化累积数十年将产生显著的改变,尤其是对于生活在沿海地区的居民,海平面每升高几厘米都将带来隐患,前不久出现的“Sandy”超级风暴可以清晰地呈现海平面持续升高导致的恶果。

此外,海平面持续升高还将导致陆地下沉,该现象出现在墨西哥湾沿岸,例如:一些地区陆地下沉进一步增大了海平面上升的危险性。卫星数据对新奥尔良观测结果表明,该城市一些地区下沉速率为每年1.79毫米至15毫米。

为了证实全球海平面上升的具体数据,美国德克萨斯州大学研究小组成员陈建利(音译)基于GRACE卫星数据评估了2005-2011年之间海洋质量的变化,由于所有海水质量都具有重力作用,海洋重力的任何变化将主要体现在海水质量的变化。结果表明,每年海平面升高1.8毫米,格陵兰岛和南极洲冰川融化起到了主要作用。之后他们使用海洋漂浮测量系统将海水密度变化因素计算在内。这项最新研究报告发表在6月2日出版的《自然地球科学》杂志上。

测量困难

在测量一个离地面比较远的地方的海平面时专家使用一个称为大地水准面的“水平”的参考表面,测量的是海平面与这个大地水准面之间的高度差。假如没有外力的作用海平面应该与大地水准面一致,它相当于与地球万有引力的一个等势面。事实上由于海流、气压变化、温度和盐度的变化等等会导致海平面与大地水准面不等。即使长时间的平均值两者也不相同。这个长期的、地区性的差异被称为海面地形,其数值可以达±2米。传统上在测量海平面时要考虑到228个月的默冬章和223个月的食周对潮汐的影响。海平面在地球表面不是到处都一样的,比如巴拿马运河的太平洋侧的海平面比大西洋侧的海平面高20厘米。尤其在引力反常的地区在航空母舰上降落这个问题会非常严重。为了克服计算上的困难飞行员使用广域差分系统所定义的参考椭球,而不使用大地水准面来定义海平面高度。而且全球定位系统也适用这个参考椭球。

陆地与海平面之间的变化可以有多种原因,海面升降一般是由于气候变化造成的,均衡补偿的变化是由于板块作用等导致的,而不是因为海水总量的变化导致的。冰川期末冰川的融化导致的海平面的变化是海面升降最典型的例子。通过对地质稳定的海岸地带的沉积的考察古气象学家可以测定过去的海平面的位置。火山岛的升降是非常典型的均衡补偿的海平面变化。随着火山岩的冷却这些岛屿开始下降。在没有液体海洋的行星表面行星学家往往计算一个“平均”高度。这个平均高度有时也被称为“海平面”,它用来作为测量行星表面各个地点的高度的参考面。

随时期变化

随地理时期的变化海平面不断变化。现在的海平面几乎是所有地质时期里最低的。在最近一次冰川期中(其顶点约为两万年前)由于蒸发的海水在北半球的冰雪中堆积当时的平均海平面比现在低130米。大多数冰川在一万年前融化,但至今为止小冰川依然在融化。在地球历史上类似的冰川周期已经发生过数百次了。

测量标准

近来有海平面上升的趋势。据测定,近年来中华人民共和国沿海海平面平均上升速率为2.5毫米/年,略高于全球海平面上升速率。海平面在地理测量中经常作为高度的标准,例如中华人民共和国海拔高度采用青岛港验潮站的长期观测资料推算出的黄海平均海面作为零点。

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