第四节 海平面变化

一 海平面与海平面变化 1 海平面的内涵 2 海面变化的证据 高于现代海面的证据：大陆上发现贝壳堤、海滩岩、珊瑚礁、以及生物遗迹标本。 一 海平面与海平面变化 1 海平面的内涵 2 海面变化的证据 高于现代海面的证据：大陆上发现贝壳堤、海滩岩、珊瑚礁、以及生物遗迹标本。 低于现代海面的证据：埋藏于海水下的贝壳堤、海滩、村落遗址、河口三角洲等。

海平面的内涵   “海平面”的全称叫平均海平面。原本意会在相当长的时间内，海水表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。平均海平面的“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。事实上，由于各国各地验潮站观测时限及观测方法技术的不同，所以产生的平均海平面高程，普遍存在一定的差异。

海平面的内涵   如1963年多佛尔海峡两岸大地水准网联测，发现设在纽林的英国国家高程基准，比设在马赛的法国国家高程基准竟低了20cm。水文学上的平均海平面(MSL)是据30天内每小时读数推算，精确定义要求有18.6年的读数。

海平面的内涵    平均海平面是个计算值而不是一个直接实测值。 平均海平面的综合指示意义，其一在于它是洋盆容积与海洋水量的函数。海洋水量从属全球性的水文循环及其变化。洋盆容积从属于全球性的与区域性构造运动及其发展变化；    其二在于海洋平面是地球表层系统中，大气与海洋水之间物质与能量交换的界面与基面，陆地地貌发育的基面；    其三在于它是地球形状的显示，与平均海平面重合并伸展到大陆以下的水准面称大地水准面，它接近于一个旋转椭球体。    

3 海面变化的空间尺度 局部地区海岸线变化—叠加了地壳形变因素的影响。全球范围的海平面变化——是全球气候变化的反映：冰期与间冰期海面的升降。 3 海面变化的空间尺度 局部地区海岸线变化—叠加了地壳形变因素的影响。全球范围的海平面变化——是全球气候变化的反映：冰期与间冰期海面的升降。 4 海面变化的时间尺度    从秒、分、小时为时间单位到地质历史上以亿万年为时间单位，不同时间尺度有不同的海平面变化特征及其升降规律，引起海平面变化的主要因素也不相一致。与此同时，一些主要因素引起的海平面变化的型式也不相同。

海平面变化的时间尺度 不同时间尺度的海平面变化与海平面变化主要因素

二 7万年来的海平面变化 1 第三纪以前的海平面变化   1 第三纪以前的海平面变化  第三纪以前地质历史时期的海平面变化研究，依赖于不同地质历史时期的世界古陆分布图，部分学者认为存在早寒武世、中奥陶世、早泥盆世—晚石炭世、晚白垩世几次全球性高海平面与大海侵。

我国东部海岸变迁 7万年前 海侵 44000年前 海退 25000年前 海侵 23000年前 海退 15000年前 海退达最大 7万年前 海侵 44000年前 海退 25000年前 海侵 23000年前 海退 15000年前 海退达最大 10000年前 海侵 8000-7500年前 海侵达到接近现代高度 6500-6000年前 最高海面

2 第四纪海平面变化   主要表现为冰期—低海面—海退与间冰期—高海面—海侵的交替。一些学者分别根据珊瑚礁、滨海洞穴沉积与海成阶地、生物化石组合类型的变化等方面的资料编制海平面变化曲线。多数认为历次第四纪间冰期海平面与现代海平面位置比较接近，高低不超过20m；末次冰期海面明显下降始于70ka.BP.前后，冰期鼎盛时期8ka.BP.)的最低海面比今低约120±20m左右，大陆架在当时几乎全部裸露，直到晚更新世末期全新世初，世界海平面又回升到比今低约25m左右的位置。 第四纪海平面变化曲线

6千年以来的海平面变化   6ka.BP.以来的海平面变化总趋势是在波动中渐趋稳定。但据古海面遗迹的分布编绘的世界各地的相对海面变化曲线依然有较大的差别，表现为有的地方存在比今海面高2-4m以上的中全新世高海面，另有一些地方不存在比今海面更高的中全新世高海面，还有一些地方全新世最高海面出现在3-2ka.BP.前后，主要原因在于由构造运动、均衡运动、压实沉降等使各地的古海面遗迹不同程度地发生了变位，还有的则把风暴潮沉积视为古海平面遗迹了。 全新世海平面变化曲线

三 近百年来的海平面变化     主要是根据验潮站仪测数据计算出来的。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上升，平均上升速率为10 -15cm/100a -., 少数验潮站数据表明该地存在相对的海面下降。值得注意的是20世纪40年代以来曾出现全球平均温度的下降，但海平面依然保持断续上升，它可能与海洋水温变化滞后于气温变化、20世纪40年代以来海洋水温持续上升有关。估计表层与浅层海洋水温增温1℃，相应的海平面上升量为11cm。 近百年来的海平面变化

近年来我国近海的海平面变化 2003年我国沿海海平面比常年平均高了60毫米，而山东省高了67毫米。与2000年相比，2003年山东沿海海平面上升幅度为16毫米。 　　未来数年，沿海海平面总体上将继续保持上升趋势，预计2006年和2013年中国沿海海平面将比2000年平均海平面分别高10毫米和28毫米，山东省2006年高25毫米，2013年高33毫米。

四 21世纪海平面上升预测 1.IPCC的预测 （1）如果21世纪CO2 不受限制照常排放， 21世纪海平面上升速度为20世纪的3～5倍。 四 21世纪海平面上升预测 1.IPCC的预测 （1）如果21世纪CO2 不受限制照常排放， 21世纪海平面上升速度为20世纪的3～5倍。 （2）如果 A.能源供应转向低碳燃烧； B.可再生能源与核能取代矿物燃料； C.2050年CO2排放量降到1985年的一半； 那么，2050年全球海平面上升20～31cm。如下图所示：

IPCC1990年的21世纪海平面上升量估算

2.1992年，一批欧洲学者与中国学者合作，依据IPCC1992年的温室气体排放方案（IS92a）提出2050年海平面上升最佳估计值为22cm，2100年为48cm。 3.1993年中国科学院地学部以全球海平面2050年上升20到30cm为依据，估计我国珠江三角洲海面将上升40～60cm，上海地区50～70cm，天津地区70～100cm，同时考虑了上述各地区地面下沉幅度的。

五 海平面变化的机制和影响研究 海平面变化的动因研究 海平面变化对环境的影响机制研究 应对海平面变化的措施

1 海面上升的原因 有关专家说，全球气候变暖造成的海水膨胀和冰川融化，是引起海平面上升的主要原因之一。在未来50～100年间，这种趋势还将继续存在，沿海的海平面变化将受其直接影响。其次，沿海特大型城市发展迅猛，大型建筑物密集和地下水过量开采，加剧了地面沉降，是引起当地海平面相对上升的另一主要原因。

2 海平面上升贡献因素的估计 对近百年海平面上升贡献因素的不同估计 贡献因素 低估计 最佳估计 高估计 海水热膨胀 山地冰川与小冰帽 2 海平面上升贡献因素的估计 对近百年海平面上升贡献因素的不同估计 贡献因素 低估计 最佳估计 高估计 海水热膨胀 山地冰川与小冰帽 格陵兰冰盖 南极冰盖 总计 2 1.5 1.0 -5 -0.5 4 2.5 10.5 6 7 5 22 实际上升量 10 15 20

海平面上升的影响 侵蚀海岸范围扩大 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） 河湖排水能力下降,洪涝灾害加剧    侵蚀海岸范围扩大    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）   河湖排水能力下降,洪涝灾害加剧 造成了沿海湿地的损失和动物的迁徙 入海口海水倒灌,土地盐渍化 例：1998年到2000年的三年间，由于海平面较高，加剧了辽东湾、莱州湾、海州湾等岸段的海岸侵蚀，也加重了其它沿海低洼地区土地盐渍化和洪涝灾害，对当地经济和环境造成了一定影响。

海洋环境对全球环境影响评价 中国沿岸海平面变化的预测模型 中国沿岸海平面变化趋势 海平面变化影响因子数据库 珠江三角洲地区社会经济情况数据库 海平面上升对珠江三角洲沿岸地区的淹没图 海平面上升对珠江三角洲沿岸地区社会经济影响评价 海平面上升对珠江三角洲近海岛屿的影响及对策

应对策略 削减二氧化碳的排放量 植树造林 根据海岸动态采取相应防护工程 扩大洪涝地区河道排水能力 提高沿岸防潮工程标准  植树造林 根据海岸动态采取相应防护工程 扩大洪涝地区河道排水能力 提高沿岸防潮工程标准 加强基础设施建设,防止海水入侵 加强沿海地区海平面变化的监测

第五节 海洋资源和海洋环境保护

一、海洋资源 所谓海洋资源，主要是指与海水本身有直接关系的物质和能量，例如，溶解于海水的化学元素，海洋生物，海底矿藏，海水运动产生的能量，以及贮藏在海水中的热量等等。

（一） 海水化学资源 海水本身和其中含有的大量溶解固体和气体物质 （二） 海底矿产资源 1 石油和天然气 2 海滨砂矿 3 大陆边缘海区的其他矿物资源 4 深海底的矿产

（三） 海洋动力资源 波浪、潮汐、海流、海水温差、浓度差都有可利用的巨大能量 （四） 海洋生物资源

海洋对地理环境的影响 1 海洋是地理环境的基本要素之一 2 影响气候和受气候影响的各种自然现象

海洋环境保护 主要问题 海洋环境的污染和海洋生态平衡的局部破坏 2 影响因素 工业废物、农业废物、居民生活废物、军事废物等

海洋污染 2000年赤潮“红魔”逞凶 2000年5月12日，浙江台州列岛海域赤潮，影响面积5800km2，温州、台州渔业损失1.5亿元    2000年赤潮“红魔”逞凶    2000年5月12日，浙江台州列岛海域赤潮，影响面积5800km2，温州、台州渔业损失1.5亿元    2000年8月2日，辽宁东港、庄河赤潮，影响面积800km2，直接经济损失1.2亿元    2000年5月-10月，我国海域赤潮28起 渤海7起，面积2000 km2， 黄海4起，面积800 km2， 东海11起，面积7800 km2， 南海6起    《2000年中国海洋环境质量公报》： 工业废水直接排放入海量36.7亿吨 生活污水直接排放入海量39.5亿吨 海水中主要污染物：无机氮、磷、酸、盐、油类以及重金属汞、铅等。

3 主要措施 减少和防止海洋污染、合理的资源开发

四 当代的海洋研究 1、海洋的贡献 2、海洋污染 3、海洋资源和能源 4、世界海面变化动态   1、海洋的贡献   在地球的生态环境演化中海洋的调节作用，如CO2问题   海洋生物的生理功能及生境的研究   海冰、海流、海洋大气等的信息指示意义   2、海洋污染   大范围的海洋污染与某些生物的行为异常   局部的沿岸地带海洋污染   3、海洋资源和能源   海底沉积锰结核、海底可燃冰   4、世界海面变化动态

2 海平面变化的原因机制及百年来海平面变化的动态和趋势。   思考题： 1 试评价海洋对污染物的净化能力； 2 海平面变化的原因机制及百年来海平面变化的动态和趋势。