海平面

该标记表明海平面位于耶路撒冷死海之间。

平均海平面MSL ,通常缩短为海平面)是地球沿海水体中一个或多个的平均表面水平,可以从中可以测量等高度等高度。全局MSL是一种垂直基准(一种标准化的大地测量基准),例如作为制图海洋导航的图表基准,或在航空中,作为标准的海平面,用于测量大气压力以校准大气压力。海拔高度,因此是飞机飞行水平。相反,一个常见且相对简单的海平面标准是在特定位置的平均低潮和平均高潮之间的中点。

海平面可能受许多因素的影响,并且在地质时间尺度上众所周知。当前的海平面上升主要是由人类引起的气候变化引起的。当温度升高时,山地冰川极地冰盖融化,增加了水体中的水量。由于大多数人类定居点和基础设施是为了响应更正常化的海平面而建立的,预期变化有限,因此受气候变化与海平面上升有关的人群需要投资于气候适应以减轻最坏的影响,或者当人口中的人口何时何时进行极端风险,一个托管务虚会的过程。

海平面以上的术语通常是指高于平均海平面(AMSL)。术语APSL的意思是当前的海平面,将过去的海平面与当今的水平进行比较。

海平面的地球半径为赤道的6,378.137公里(3,963.191英里)。平均为6,356.752公里(3,949.903英里),平均为6,371.001 km(3,958.756 mi)。从一个完美球体中的这种变化是地球的地质。它在印度西南约1200公里(746英里)的印度洋引起了重大抑郁症,该地面的深度达到了全球平均海平面的106 m(348 ft)。

测量

从地质稳定环境中23个长潮汐仪记录中的海平面测量结果显示,在20世纪(2毫米/年)中,大约200毫米(7.9英寸)的升高。

由于许多影响海平面的因素,因此很难确定“平均海平面”。瞬时海平面在几个时间和空间的尺度上都有很大不同。这是因为海洋持续运动,受潮汐,,大气压,局部重力差异,温度,盐度等的影响。可以计算的最简单方法是选择位置并计算该点的平均海平面并将其用作基准。例如,在某个测量点,可以平均每小时19年的时间观察结果来确定平均海平面。

静水水平静水海平面(SWL)是海洋水平,其动作(例如平均风波) 。然后,MSL意味着SWL在一段时间内进一步平均,因此,由于潮汐的变化,潮汐也具有零均值。全球MSL指的是整个海洋的空间平均水平。

人们经常衡量MSL相对于土地的值;因此,相对MSL的变化可能是由于海平面的实际变化,或者是由于潮汐量规运行的土地高度的变化而导致的。在英国,军械基准(英国地图上的0米高度)是在1915年至1921年之间在康沃尔郡的纽林( Newlyn)测量的平均海平面。1921年之前,垂直基准利物浦维多利亚码头上是MSL。自《俄罗斯帝国时报》,俄罗斯及其其他以前的地区,现在是独立国家以来,海平面是从克朗斯塔特海 - 统一的零水平来衡量的。在香港,“ MPD”是一个测量术语,意为“高于本金基准”的含义,指的是图表基准的高度0.146 m,低于平均海平面为1.304 m。在法国,马赛的Marégraphe自1883年以来一直在海平面持续测量,并提供了有关海平面的最长整理数据。它用于欧洲大陆和非洲主要部分的一部分,作为官方海平面。西班牙使用参考来测量Alicante海平面下方或高于海平面的高度,而另一个欧洲垂直高程参考(欧洲垂直参考系统)则是阿姆斯特丹PEIL海拔高度,该高程的历史可以追溯到1690年代。

自1992Topex/Poseidon推出以来,卫星高度计一直对海平面进行精确的测量。卫星于2008年。

高度高于平均海平面

高于平均海平面AMSL )的高度是相对于平均海平面基准的物体的高度(地面)或高度(在空气中)。它也用于航空中,其中记录了一些高度并报告了平均海平面(MSL)(与飞行水平形成鲜明对比)以及大气科学土地测量。另一种选择是在整个地球的椭圆形上进行基础高度测量,这是GPS等系统所做的。在航空中,越来越多地使用了称为世界大地测量系统的椭圆形84来定义高度。但是,该椭球高度和平均潮汐高度之间存在高达100米(328英尺)的差异。替代方法是使用基于Geoid的垂直基准,例如NAVD88和全局EGM96 (WGS84的一部分)。

当指代高程中的地形图变化上的地理特征(例如山脉)时,将通过轮廓线路显示。山的高度表示最高点或山顶,通常被说明为地形图上的一个小圆圈,其AMSL高度为米,脚或两者兼而有之。

在极少数情况下,位置低于海平面,高程AMSL为负。有关此类案件,请参阅阿姆斯特丹机场Schiphol

使用困难

为了扩展这一定义,远离海洋,将平均海面的局部高度与“水平”参考表面或大地基准(称为Geoid)进行比较。在静止或没有外力的状态下,平均海平面将与这个地质表面相吻合,这是地球重力场的等值势表面,本身并不符合简单的球体或椭圆形,并表现出可测量的变化。正如NASA的Grace卫星所测量的那样,以确定冰盖和含水层的质量变化。实际上,由于洋流,气压变化,温度和盐度变化等,这种理想并不是由于长期平均值而发生的。位置依赖性但在时间上持续的,平均海平面和地质之间的分离称为(平均)海面地形。它在全球范围内变化 2 m。

旱地

巴德沃特盆地的悬崖上看到的海平面标志,死亡谷国家公园

几个术语用于描述海平面和干燥土地之间不断变化的关系。

  • “相对”是指相对于沉积物桩中的固定点的变化。
  • “ Eustatic”是指海平面相对于固定点(例如地球中心)的全球变化,例如,由于冰上融化而导致的。
  • “空间”是指由于热膨胀盐度变化,海平面的全球变化。
  • “等静力”是指土地水平相对于地球上的固定点的变化,这可能是由于热浮力或构造效应所致。这意味着海洋中的水量没有变化。

冰河结束时冰川的融化导致冰川后的冰川后反弹。由于地下水的撤离而导致的土地的沉降是相对海平面上升的同一原因。

古气候学家可以通过检查在沿海地区稳定的海岸岩石(例如北美东海岸)的岩石来追踪海平面。由于岩石等速冷却导致土地下沉,诸如火山岛之类的地区正在经历相对海平面的升高。

在缺乏液态海洋的行星上,行星学家可以通过平均表面上所有点的高度来计算“平均高度”。该高度有时被称为“海平面”或零级高程,作为行星特征高度的参考。

改变

本地和欣赏

海洋,大气冰川之间的水循环

局部平均海平面(LMSL)定义为相对于土地基准的海高,在一段时间内平均(例如一个月或一年),足以使波浪潮汐造成的波动变得平稳。必须调整LMSL的感知变化,以说明土地的垂直运动,而海平面随着海平面的变化,这可能是相同的顺序(mm/yr)。

某些土地运动是由于在最后一个冰河时代结束时对地幔等静态调节。冰盖的重量压抑了下面的土地,当冰融化时,土地慢慢反弹。地面冰量的变化还通过重新调整地质真正的极地徘徊来影响局部和区域海平面。大气压力洋流和局部海洋温度也会影响LMSL。

由于世界海洋中的水量变化或海洋盆地量的净变化,欣赏海平面的变化(与当地变化相反)导致全球海平面的变化。

短期和周期性变化

最后冰川时期的全球海平面
熔化冰川导致海平面变化

有许多因素可以在海平面上产生短期(几分钟到14个月)的变化。两种主要机制导致海平面上升。首先,收缩的陆冰(例如山地冰川和极地冰盖)正在将水释放到海洋中。其次,随着海洋温度的升高,温暖的水膨胀。

周期性的海平面变化
昼夜天文潮12–24 h p0.2–10+ m
长期潮汐
旋转变化(钱德勒摇摆14个月p
气象和海洋波动
气压小时至几个月-0.7至1.3 m
风(风暴潮1-5天最多5 m
蒸发降水(也可能遵循长期模式)几天到几周
海面形态(水密度和电流的变化)几天到几周最多1 m
厄尔尼诺/南方振荡每5至10年6月高达0.6 m
季节性变化
海洋之间的季节性水平衡(大西洋,太平洋,印度)
水面坡度的季节性变化
河流/洪水2个月1 m
季节性水密度变化(温度和盐度6个月0.2 m
seiches
seiches (立场)几分钟到小时最多2 m
地震
海啸(产生灾难性的长周期波)小时最多10 m
土地水平的突然变化分钟最多10 m

近期变动

在1901年至2018年之间,全球海平面平均上升了15-25厘米(6-10英寸),平均每年1-2毫米。该速率在2013 - 2022年期间加速至4.62 mm/yr。由于人类活动而导致的气候变化是主要原因。在1993年至2018年之间,水的热膨胀占海平面上升的42%。熔融温带冰川占21%,格陵兰占15%,南极8%。海平面上升滞后地球温度的变化。因此,从现在到2050年,海平面上升将继续加速,以应对已经发生的变暖。此后发生的事情将取决于人类温室气体排放的情况。如果排放深度切割,海平面的上升可能会减慢2050年至2100年之间。从现在开始,它可以达到30厘米以上(1英尺)的略高。到2100年,它的排放量可能会加速。它可能会升起到那时,1 m( 3 + 1⁄2 ft)甚至2 m( 6 + 1⁄2 ft)。从长远来看,如果变暖构成1.5°C(2.7°F),那么在未来2000年内,海平面上升将达到2-3 m(7-10 ft)。如果在5°C(9.0°F)的变暖峰值,则为19–22米(62–72英尺)。

海洋上升最终会影响地球上的每个沿海和岛屿人口。这可以通过洪水,更高的风暴潮潮汐海啸。这些具有许多后续作用。它们导致像红树林这样的沿海生态系统丧失。由于灌溉水的盐水和对港口的损害破坏了海上贸易,作物产量下降。预计到2050年预计的海平面上升将揭露数千万人居住的地方,每年洪水泛滥。如果没有急剧减少温室气体的排放,那么在本世纪后几十年中,这可能会增加到数亿美元。不直接暴露于海平面的地区可能会受到大规模迁移和经济破坏的影响。

同时,潮汐范围或土地沉降等当地因素,以及各个生态系统,部门和国家的不同韧性和适应能力将极大地影响影响的严重性。例如,美国(尤其是沿美国东海岸)的海平面上升已经高于全球平均水平,预计到本世纪末,预计将是全球平均水平的2至3倍。然而,在海平面上升最大的20个国家中,有12个在亚洲孟加拉国中国印度印度尼西亚日本菲律宾泰国越南占全球人口的70%,暴露于海平面上升和土地沉降。最后,在低洼的加勒比海太平洋岛屿上,对人口的最大近期影响将发生 - 本世纪晚些时候,海平面上升的许多人将无法居住。

社会可以以三种方式适应海平面的上升:通过托管务虚会,可容纳沿海变化,或通过防止海墙或诸如沙丘康复海滩养育之类的柔和方法来防止海平面上升。有时,这些适应策略齐头并进;在其他时候,必须在不同的策略之间做出选择。如果一个地区的人口迅速增加,则很难采取托管撤退策略:对于非洲来说,这是一个特别严重的问题,在未来40年内,低洼沿海地区的人口预计将增加约1亿人。较贫穷的国家也可能难以实施相同的方法来适应海平面的上升,而某些地方的海平面上升可能会因其他环境问题而加重,例如所谓的沉没城市沉降沿海生态系统通常通过移动内陆适应海平面上升。但是,由于自然或人造障碍,可能并非总是能够这样做。

航空

飞行员可以将高度计的高度估算为高于海平面的高度,将高度计设置为定义的气压压力。通常,用于设置高度计的压力是在被飞行的区域中将存在的气压。该压力称为QNH或“高度计”,并通过空中交通管制(ATC)或自动终端信息服务(ATIS)从无线电传输到飞行员。由于地形高程也参考了MSL,因此飞行员可以通过从高度计读数中减去地形高度来估计地面上方的高度。航空图被分为盒子,每个框中的MSL的最大地形高度都清楚地表明。一旦超过过渡高度,高度计将设置为MSL的国际标准气氛(ISA)压力,即1013.25 hPa或29.92 INHG。

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