@ 2017.07.23 , 21:00
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科学家是如何测量海平面的?

科学家是如何测量海平面的?
credit:123RF

即便是在海平面上升的影响范围以外的华盛顿特区。在2016年9月的涨潮期间,华盛顿频道周边公园里的长椅仍然浸入水中。

2017年7月的第二个星期,一块与特拉华州大小相当的冰块融化并可能导致海平面的迅速上升,但科学家们反而对那一兆吨(9070亿公吨)——自有历史记录以来最大数量的冰不感兴趣。相反,他们对可能是更棘手的问题的征兆——那2240平方英里(5801平方千米)的冰山感到不安:那就是未来整个拉森C(Larsen C)冰架的崩塌。科学家声称,如果它现在就融化,将会导致整个海平面抬升约半英寸(1.2cm)。

拉森C的全盘崩塌很可能就在最近几十年内,正是如此事实才使科学家们尤其在最近几十年里,持续密切关注着不断上升的海平面。在刚过去的一百年中,全球平均气温升高了约1.8华氏度(1摄氏度)。导致的结果是,水被束缚在冰盖之下,同时冰场与冰川慢慢开始融化,是的越来越多的水汇入大海。此外,根据现有的的热膨胀理论,热流也会导致水流的扩散,所有这一切都促成了全球海平面每年上升将近0.07英寸(2mm)。

但我们怎样才能丈量海平面呢?我们又不可能站拿一把尺子在海滩上;而且由于海浪、潮汐与地球的自转和公转,海平面一直处于不断地浮动变化中,更别提海底还有和陆地一样额丘陵山谷、山脉峡谷了。此外,深海区域的海底盆地也随着气候不断发生着变化。甚至还有些更为复杂的事情,一些沿海地区,比如新奥尔良、路易斯安那州和意大利的威尼斯等都在下沉;然而其他地区,比如阿拉斯加州却在上浮。

为了测量这种海平面不断的涨落,科学家们采用了包括潮汐计在内的各种工具,把它们放置在世界各地的港口、防波堤和码头。在美国,这属于国家水位观测网(NWLON)的工作范畴,有210个永久的观测系统遍布全美及其领土。

在计算机发明之前,这个过程都处于初级阶段。潮汐计被放置在有附带着模拟数据记录器的浮标的潮汐屋内。浮标位于潮汐屋下的“静水井”(用来限制海浪的长金属管)内,测量仪记录着水位的变化。科学家们用一个钉在码头上大型的测量棒来手动观测潮汐水位变化,然后与通过用浮标记录仪得到的数据进行比较。

而在今天,这个过程更为先进,因为许多设备都运用了电子潮汐计。不像之前的潮汐测量站只简单地应用浮标与记录仪,国家水位观测网210个网点中的大部分都采用放置在一个“探测管”中的声学与电子学设备。探测管中的传感器将信号向下发送并记录信号返回所需时间。每六分钟收集一次数据,这个时间由地球同步运行环境卫星(GOES)网络来控制。电脑化的系统不仅更准确,还可以测量包括潮汐高度、风速、风向、气压、气温与水温等多项数据。

国家水位观测网仍在继续改进海平面量测方式,其中最新的工具是运用微波来测量水面与其上一个定点的间距。该机构正在更新监测站的设备,用更为先进的微波雷达水平面传感器来取代传统的声波传感器。已经大约有40个测量站在运用这项技术了。因为上述变化,科学家们也需要多种绕地卫星来测量海平面的地变化。

本文译自 phys.org,由译者 lnm 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 12+1

  1. 食品级怪蜀黍
    @3 months ago
    3516020

    海水在一定时间内总量是不变的,那么在某地造岛会不会造成海平面抬高

  2. 马赛克
    @3 months ago
    3516068

    用尺子

  3. 3516110

    海平面身高一厘米,那我的海拔是不是也会高那么一厘米?

  4. 3516112

    直觉认为是降了一厘米

  5. 林思思
    @3 months ago
    3516133

    冰块受到的浮力等于它排开水的体积,那么它融化后海平面为什么会上升?是因为下面有陆地吗?

  6. 3516181

    @林思思: 因为主要考虑到的是陆缘冰,北极大部分的冰川融化了也不影响海平面上升,但是会影响洋流和天气。南极的可就不行了。

  7. skinwlt
    @3 months ago
    3516186

    @黑猫: @林思思: 因为海水密度比淡水大,淡水密度比冰大,再根据阿基米德定理,所以冰块融化前排开水的体积小于冰块融化后水的体积,容积不变,液面上升。

  8. 3516191

    @lnm 一眼看上去怪怪的,果然不是华盛顿频道,而是华盛顿渠(嗯,也不是海峡) https://en.wikipedia.org/wiki/Washington_Channel

  9. 3516194

    @林思思: 这种漂浮的冰块绝大部分是淡水,融化后会使海平面升高

  10. 无知无畏
    @3 months ago
    3516251

    不是用东海龙宫定海神针吗?

  11. nanerhebu
    @3 months ago
    3516256

    @林思思: 南极洲和格陵兰是陆上冰盖

  12. 3516540

    等海水平静下来?

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