地球上70.8%的面积都被海洋覆盖。海洋为我们提供了丰富的资源,是人类的生命之源,许多经济发达、人口密集的城市都位于沿海地带。海洋对我们十分重要,然而一旦海平面上升,将有大量沿海地区被淹没,许多人将被迫放弃家园。目前我国约有1.45亿人口居住在受海平面上升威胁的地带。
海平面上升是全球变暖的结果。具体而言,是二氧化碳等温室气体的增多使海洋和大气本该辐射向太空的红外线被阻挡回地球表面,像给地球盖了被子一样,造成海洋和大气升温。导致全球海平面上升的因素主要有三个:热膨胀、陆地冰雪融化、冰架断裂。
热膨胀是许多物质都具有的属性,即便是海洋也不例外。海洋升温会导致海水膨胀,体积增大,从而造成海平面上升。这种由热膨胀导致的海平面变化叫做比容海平面变化。气温升高会导致陆地上的冰雪融化,其中包括全球最大的陆地冰川库——南极大陆,以及格陵兰岛冰川、陆地冰川、高山积雪、永久冻土等。临近海洋的冰川将液态水直接输入海洋,而远离海洋的陆地冰雪融化后汇入河流,间接输入海洋。
南极大陆的冰川会延伸到陆地以外,形成覆盖在海平面上的大片冰架。随着全球变暖,这些冰架逐渐变得脆弱,随时可能断裂脱落而进入海洋,造成海平面升高。陆地冰雪融化和冰架断裂都是由于向海洋加水或冰导致的海平面变化,也就是由于质量输入导致的,因此都属于质量海平面变化。
通过一组小实验,我们就能轻松地理解各个因素对海平面上升的影响了。现在就动手做起来吧!
我们可以用最简单的物理规律来做个粗略估算:首先,根据科学家的预测,我们假设100年内海温升高4℃,南极冰川全部融化。海水的比容海平面变化系数约为2.1x10-4,即温度每升高一度,体积膨胀2.1x10-4倍。由于面积不变,海平面升高的幅度即为倍数乘以原来的水深。代入海洋平均水深3795米,得出100年内比容海平面的升高幅度约为3.2米。
南极冰川总体积约为2450万立方千米,如果这些冰川完全没入海洋,则在3.6亿平方千米的海洋面积上,导致海平面上升68米。加上格陵兰岛的300万立方千米冰川,海平面共上升77米,这一上升幅度足以淹没全球大部分宜居城市,包括我国东部大片地区。南极冰架的总面积为1243400平方千米,平均厚度475米,体积为590615立方千米。
如果完全断裂入海,将引起全球平均海平面上升1.64米,对局地海平面的影响则更大一些。
要控制海平面上升的速度,最主要的还是控制二氧化碳等温室气体的排放,尽量减缓全球变暖。为此,各国都出台了自己的减排目标,我国也于2020年9月提出了双碳计划,即2030年实现碳排放达峰,2060年实现净零排放。作为公民,我们应该积极响应国家号召,倡导绿色低碳生活,为双碳计划的实施贡献自己的力量。
另外,海洋科学家在海平面上升的监测、预报等方面正在投入更多的努力,并继续全面深入地开展南极冰架科考,以科技力量保障人类的长远发展。