(成都理工大学 四川 成都 610059)

海平面变化是世界沿海各国政府、科学家以及普通民众都关心的焦点问题。全世界约有半数以上的居民生活在距海不到60千米的沿海地区,我国有41%的人口和60%以上的财富分布在沿海地区,海平面上升将对包括中国在内的全球经济社会安全构成严重威胁。海平面上升对华南沿岸,特别是经济较发达的珠江三角洲地区,威胁尤其巨大。虽然已经意识到这种危机的存在,但是人类至今还未完全了解到全球海平面变化的规律和机制,很难准确预测未来海平面的变化趋势。通过对全新世历史时期海平面变化的研究,将有助于提高我们对海平面变化规律的认识。

一、研究历史时期海平面变化的依据

地质记录是唯一能够获得的重建海平面变化历史、检验海平面变化假说的依据。与海平面变化关系密切的海洋沉积记录主要有以下3类:①深海有孔虫氧同位素记录；②被动大陆边缘或大洋岛屿、海山附近的碳酸盐台地和环礁；③被动大陆边缘形成于海平面附近的陆源碎屑沉积。

深海有孔虫氧同位素δ180测量结果，反映了由于极地冰盖或大陆冰席的形成与消融而引起的全球冰量的变化，它为冰川型全球海平面变化的确定提供了一个替代指标。积累新生代深海长岩芯剖面,通过分析浮游和底栖有孔虫氧同位素值的变化，可以为确定冰川型全球海平面变化的时间提供条件。但是,由于深海同位素记录易受温度和盐度变化的影响，故它们仅能对海平面变化幅度提供大致的估计，且不包括构造作用引起的海平面变化。

珊瑚礁或环礁的生长面近似为当时的海平面,故保留在地层序列中的礁生长面是古海平面变化的良好记录,它们能够为海平面变化幅度提供精确的估计。

与深海记录相比,大陆边缘保存有更长时间的沉积记录(以10亿年计),它们更直接地记录了古海平面变化的影响。然而,全球海平面变化对大陆边缘沉积记录的影响容易受构造沉降、基底对沉积物和载荷的挠曲响应、物源供应等区域或局部因素的影响而复杂化,只有对这些地区性因素有足够深入的了解,才可能从地层记录中分离出全球海平面变化的影响。

显然,上述3种记录各有利弊。任何一种记录如果单独研究,均难以得出对全球海平面变化的完整了解。但是,如果将这些记录综合起来,则有可能为全球海平面变化的时间、幅度等提供有价值的估计。因此,只有利用所谓“三重方法”,即综合利用来自被动大陆边缘、碳酸盐环礁、深海氧同位素记录三方面的资料,研究海平面变化。

二、影响海平面变化的因素

(一)海水温度升高对海平面变化的作用。海平面是受气候地壳运动和大地水准面变形等多因素控制的一个变量，温度变化控制着海盆中水量的变化,海水热膨胀是海平面上升的主要影响因素。

Cabanes发现在1993—1998年由于热膨胀使海平面上升了3.1±0.4 mm/a。但是全球的热膨胀变化并不一致,在长的时间尺度和大的空间尺度上都有很大的差异,如印度洋自20世纪60年代就开始升温,而大西洋明显的升温过程却发生在90年代以后。这些差异的原因至今仍然无法给出合理解释。IPCC(2001)根据全球大气—海洋环流模式(AOGCMS)得出热膨胀使海平面上升了大约0.3～0.7mm/a。自IPCC的报告后,关于热膨胀的研究又取得了许多新的突破,其中Antonov利用海洋历史观测资料算出海水热膨胀使海平面上升0.5±0.05mm/a。

(二)盐度对海平面变化的影响。大洋盐度变化对局部海域海水密度和海平面变化有着重要的意义,但对全球平均海平面变化的影响却很微弱。近年来有研究者指出,过去50年盐度的变化对海平面上升的影响大约为0.05mm/a,这比热膨胀的影响明显要小得多。Antonov对盐度变化与注入海洋的淡水量按比例作了换算,发现海洋淡化过程相当于使海平面上升了1.35±0.5mm/a。需要指出的是,海冰和冰山的融化会使盐度降低,但并不会使海平面增高,在计算时要考虑它们的影响,并且它们最近的融化速度在加快。

(三)陆地水体对海平面变化的影响

1.山岳冰川对海平面变化的影响。20世纪以来由于全球变暖,山岳冰川在后退,尤其是近10年后退的速度在加快。综合Dyurgerov、Arendt和Rignot对海平面的研究数据数据可知,山岳冰川目前对海平面的影响值约为0.66mm/a。由此可得,山岳冰川虽只占陆地冰川很小的一部分,但其对海平面变化的作用程度仅次于海水的热膨胀。

2.极地冰盖对海平面变化的影响。南极冰盖和格陵兰冰盖固结着地球表面大约99%的淡水资源,如果全部融化将使全球的海平面上升约70 m。即使是一小部分融化也会对海平面带来巨大的影响。由于格陵兰岛和南极大陆具有不同的海陆分布状况和地形特征,冰盖的消融特征也不相同:在南极大陆上冰盖的消融主要通过冰架底部融化和冰山的脱离,冰盖表面的融化十分微弱;而格陵兰岛冰盖物质的损失则主要是通过表层融化和冰山崩解。

3.人类行为引起的陆地水体变化对海平面变化的影响。人类活动通过改变陆地水体的循环周期和循环路线,对海平面变化产生影响。

1997年Gornitz等给出了一个计算公式:

SLC =(G +U +CD +D +W E)-(RE + I)

SLC表示海平面变化，G表示地下水开采，U表示城市化，CD 表示燃烧化石燃料和生物分解，D 表示砍伐森林，W E表示湿地排水,RE表示水库蓄水,I表示灌溉。

(四)地球物理过程对海平面变化的影响。地球是一个可塑球体,冰期和非冰期的地球形状变化会造成海平面的升降。在过去20年里有关冰后期陆地反弹的模型逐渐被完善。这些模型描述了冰期与间冰期的地球形状变化、冰盖的变化,大洋的几何状况与容积数据。目前陆地回弹对海平面的影响值大约为0.3 mm / a。

三、地球温度变化是影响海平面变化最大最直接的原因

不难看出，上述的因素绝大部分都是先引起地球温度的变化，然后再导致海平面的升降，可以说地球温度是影响海平面变化最大最直接的原因，其影响因素众多而且复杂,从长远观点看,其根本原因是各种自然因素,而不只是人类活动因素。影响温度变化的因素包括：

①太阳能辐射量的变化。②地球对太阳辐射的接受率。③地球自转速度的变化。④温室效应。⑤其它原因。