我國(guó)平均海水面的變化與監(jiān)測(cè)

■蔡迎張巧茹李小虎趙喆

（1 61139部隊(duì)北京100091；2 61206部隊(duì)北京100042；3 66061部隊(duì)北京100144）

我國(guó)平均海水面的變化與監(jiān)測(cè)

■蔡迎1張巧茹2李小虎1趙喆3

（1 61139部隊(duì)北京100091；2 61206部隊(duì)北京100042；3 66061部隊(duì)北京100144）

研究高程基準(zhǔn)主要關(guān)心平均海面高和長(zhǎng)期變化，應(yīng)盡可能減小周期性變化的影響。目前采用的“1985國(guó)家高程基準(zhǔn)”，是由青島大港驗(yàn)潮站1952-1979年驗(yàn)潮數(shù)據(jù)確定的。我們?cè)凇?985國(guó)家高程基準(zhǔn)”的研究基礎(chǔ)上，收集了2000年以來(lái)我國(guó)大陸及海南島地區(qū)60多個(gè)驗(yàn)潮站的潮汐數(shù)據(jù)，通過(guò)平差處理，計(jì)算出從1956年至2006年，每年逐月以及逐年平均海水面變化情況，從而得出了影響我國(guó)平均海水面的主要因素為天體引潮力、海洋準(zhǔn)周期因子、大陸徑流與降水量、和溫室效應(yīng)。

平均海水面大陸徑流與降水量

1　引言

海面不是靜止的，時(shí)刻都在運(yùn)動(dòng)著。平均海水面是驗(yàn)潮站所處海區(qū)一定范圍內(nèi)，某時(shí)段海洋水位在潮波系統(tǒng)的控制下，受海洋水文、海洋動(dòng)力學(xué)、沿岸陸地水文和氣候等多種要素綜合作用下的結(jié)果。根據(jù)所取時(shí)段的長(zhǎng)度不同，它有日、月、年和多年平均海水面之分，通常是采取觀測(cè)驗(yàn)潮儀或水尺記錄每整小時(shí)潮高的平均值，稱為該觀測(cè)時(shí)期的平均海水面［1］。計(jì)算時(shí)以？18.61年或19年為周期，滑動(dòng)步長(zhǎng)為1年，得到10組平均海面值，取其平均值作為當(dāng)?shù)攸S海平均海面高。平均海水面是作為計(jì)算陸地高度的起算面，也就是山高的基準(zhǔn)面。高程基準(zhǔn)是高程測(cè)量的起算依據(jù)，是大地測(cè)量基準(zhǔn)的重要組成部分。本文從平均海水面概述、變化原因和規(guī)律、消除海水面變化影響的方法等方面進(jìn)行闡述，旨在梳理前人成果，建立數(shù)據(jù)體系，提出解決方案，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展提供數(shù)據(jù)支撐和基礎(chǔ)保障。

2　我國(guó)大陸沿海平均海水面變化的原因及規(guī)律

2.1變化的原因

使海水面發(fā)生波動(dòng)的原因有天體引潮力、氣象和氣候因子、海洋水文和動(dòng)力學(xué)因子、地球有關(guān)因子（地球自轉(zhuǎn)、地級(jí)移動(dòng)、地球質(zhì)量分布不均勻）等：

2.1.1天體引潮力

地球上的海水受到月球和太陽(yáng)等天體的引潮力作用產(chǎn)生規(guī)律性的海洋潮汐運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡潮理論，如果地球完全由等深海水覆蓋，用萬(wàn)有引力計(jì)算［2］，月球所產(chǎn)生的最大引潮力可使海水升高0.563米，太陽(yáng)引潮力的作用為0.246米。

2.1.2海洋準(zhǔn)周期因子

海洋水文因子有季節(jié)變化，因而使海水的密度也隨之發(fā)生變異。海水密度的倒數(shù)叫比容，比容隨海水溫度和鹽度而變化，一般說(shuō)來(lái)它具有年周期的特征。大約5月份起臺(tái)灣海峽的海流其平均流動(dòng)指向北或東北，這一動(dòng)力學(xué)條件使得注入東中國(guó)海的徑流，除了蒸發(fā)和一部分流入日本海外，基本上保持在本海區(qū)。這是夏、秋季東中國(guó)海平均海面升高的一個(gè)原因。冬季，東海徑流主干仍向東北流去，然而中國(guó)沿岸海流卻從黃海流向南海，致使東中國(guó)海的水體大量流失，因而平均海面降低。

2.1.3大陸徑流與降水量

大陸徑流和降水量對(duì)特定海區(qū)平均海面有重要影響。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，流入渤海的年徑流量以7、8月份為最大，12、1月份為最??；流入黃海的多集中在7、8、9三個(gè)月；流入東海的多集中在6、7、8三個(gè)月；閩江最大流量在6、7月，珠江的最大流量出現(xiàn)在5、6月份。洪水季節(jié)使平均海面升高，而枯水季節(jié)使平均海面降低［3］。

2.1.4溫室效應(yīng)

近年來(lái)，由于污染物質(zhì)及溫室氣體的排放造成的全球環(huán)境變化、氣溫普遍上升。氣候?qū)＜翌A(yù)言，2025年地球平均表面氣溫將上升1攝氏度，2100年將上升3攝氏度。由于氣溫上升，溫室效應(yīng)造成的冰川消融、局部地區(qū)地下水的開采以及海底地形的變遷等，都會(huì)引起海水面的升降變化。預(yù)計(jì)在未來(lái)的100年內(nèi)，世界海平面將上升1米。

2.2變化的規(guī)律

國(guó)家高程基準(zhǔn)面的變化包含兩部分，一部分是長(zhǎng)期性變化，另一部分是周期性變化.研究高程基準(zhǔn)主要關(guān)心平均海面高和長(zhǎng)期變化，應(yīng)盡可能減小周期性變化的影響。為了分析從1952年至今的平均海平面的變化，本文采用了不同算法得出的這些年的海平面的數(shù)據(jù)和這些年的潮位數(shù)據(jù)進(jìn)行分析［4］。

按全國(guó)沿海42個(gè)主要驗(yàn)潮站52年的平均海面和沿海2萬(wàn)多公里的一等水準(zhǔn)測(cè)量成果，分析計(jì)算了四個(gè)區(qū)域平均海面的高度、分布變化對(duì)比如下。

我國(guó)沿海海面呈現(xiàn)南高北低的趨勢(shì)。根據(jù)多年平均海水面的計(jì)算結(jié)果，南北最大高差為60±10cm；而各個(gè)區(qū)域的平均值之間，南海北部比渤海和北黃海約高70cm，比南黃海約高40cm，而比東海約高30cm。

3　結(jié)論

全球氣候變暖，海水增溫產(chǎn)生熱膨脹，冰川融化，海水質(zhì)量增多，體積變大，這都導(dǎo)致全球海面上升。近幾十年來(lái)，全球海平面平均每年大約以3mm的速度上升，到2050年，全球性海面上升，估計(jì)為25-40cm，天津、上海、珠江三角洲相對(duì)海面上升分別為60-90cm、60-80cm、40-60cm。

［1］陳宗鏞．計(jì)算平均海面的方法 ［J］．山東海洋學(xué)院學(xué)報(bào)，1960（1）：65-73．

［2］黃祖柯，陳宗鏞，司鴻業(yè)，等．我國(guó)沿海若干驗(yàn)潮站的19年潮汐分析 ［J］．中國(guó)科學(xué)：D輯，1997，27（2）：174-179．

［3］郗欽文．精密引潮位展開的精度評(píng)定 ［J］．地球物理學(xué)報(bào)，1992，35（2）：150-153．

［4］陳俊勇．建設(shè)我國(guó)現(xiàn)代大地測(cè)量基準(zhǔn)的思考 ［J］．武漢大學(xué)學(xué)報(bào)：信息科學(xué)版，2003，28 （S）：1-6．

［5］喬建榮．六十年來(lái)黃海平均海平面的變化 ［J］．海岸工程，1985，4（2）：83

P71［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-296-1