4.4.4海平面变化解析
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第四节 海平面变化
• 思考题： • 平均海平面的意义？ • 1海平面 • 2海平面的变化
1 海平面
海洋表面有波浪起伏，还有潮涨潮落，永不停息地变动着。远处 水天一色，可辨出一条水边线，它是球形海洋表面的视切线。 也就是说，实际上人们看不到想像之中十分平坦的“海平面”。
海南岛三亚
• 海平面：是指海洋中的水体与大气圈中的界面， 全球海平面即理论海平面是指全球的平均海平 面。局地海平面是指某一具体地点（塘沽、吴 淞、青岛）的海平面。 • 自从海洋形成以来，由于海水体积逐渐增加， 因此海平面在总体上是逐渐上升的，根据PK克 林格（1980年）的估算，40亿年前海平面比目 前低2490m，20亿年前低1500m，10亿年前低 620m，5亿年前仍低320m但这一估算结果的可 信度如何，却无法确定。
衡变化的影响，编制的理论海平面变化曲线。也就是说，即 便由于陆上冰体融化，世界海洋水层增厚完全一致，由于冰 体融化的均衡作用与水层增厚的均衡作用、以及两者外围的 补偿性地面升降调整(如冰体融化 当地地面均衡回升 外围 地面补偿性沉降和海洋水层增厚 海底均衡沉降 外围发生地 面掀斜变形等)，最终导致世界各地海平面的上升量也不相 一致。
庄河海滨
1 海平面
平均海平面是计算值而不是直接实测值，其理论意义在于 各地及不同时段之间可用它作为一项具综合指示意义的指
标进行比较。
平均海平面的综合指示意义: (1)它是洋盆容积与海洋水量的函数。海洋水量从属全球性 的水文循环及其变化。洋盆容积从属于全球性与区域性构 造运动及其发展变化； (2)海洋平面是地球表层系统中，大气与海洋水之间物质与 能量交换的界面与基面，陆地地貌发育的基面； (3)它是地球形状的显示，与平均海平面重合并伸展到大陆 以下的水准面称大地水准面，它接近于一个旋转椭球体。
海平面变化的原因
• 全球海平面变化有如下因素 • 1、海洋水体体积的变化： • 在海洋容积不变的情况下，海洋水体积的变 化会引起海平面的变化。 • 影响水体积变化的因素有：冰川消长、密度 体积效应、地漫水的排出和地幔水的渗入， 其中冰川的消长影响最大，如第四纪冰期与 间冰期的海平面的升降达到100—200米。 • 2、海盆容积的变化： • 沉积物的充填、洋底扩张、俯冲速率的变化， 地壳的均衡补偿、区域性的构造运动等都会 引起海盆容积的变化。
Leabharlann Baidu
海平面变化的表示
• 海平面变化过程通 常用海平面变化曲线 表示，横座标为时程， 纵座标为高度。已有 的海平面变化曲线， 可以分为三类。 • 第一类是示意性海平 面变化曲线，如某时 段海平面相对较高， 又某时段海平面相对 较低，至于高出多少 或低多少则没有明确 的标量。
海平面变化的表示
• 第二类是地方性的 相对海平面变化曲 线。资料来源于仪 测或若干古海面遗 迹的观测分析，但 海平面变化曲线的 高程变化包含着海 平面的升降与地面 的(构造运动、均衡 运动、压实沉降等) 升降两个变量，并 非单纯的海面升降 运动。
第四纪海平面变化曲线 (据Frenzel,1973)
2 海平面变化过程
（据Walcott,1972b） 1.哈德逊湾玛丽亚角（Maria C.,);
2.哈德逊湾丘吉尔地区（Churchill); 3.南安普敦岛；
4.伊格卢利克岛（Igloolik I.); 5.渥太华岛（Ottawa I.); 6.昂加瓦半岛； 7.巴芬岛内峡湾地区(Inner Fiord)； 8.萨默塞特岛(Somerset I.)
渤海中部近200Ka来的海面变化曲线
（据仓树溪等 ，1986）
海平面变化的表示
第三类是全球海平面变化曲线
(1)从地方性相对海平面变化中剔除地面升降变化分量，所得
海平面变化曲线单纯地代表海平面本身的变化。
(2)据估算的世界陆上冰体总量的变化与海洋水量的增减而编
制的海平面变化曲线。
(3)主要考虑海洋水量的增减以及与之有关的粘弹性地球均
2 海平面变化
• 从秒、分、小时为时间单位到地质历史上以亿万 年为时间单位，不同时间尺度有不同的海平面变 化特征及其升降规律，引起海平面变化的主要因 素也不相一致。
不同时间尺度海平面变化的主要因素
时间尺度 小 时 周 日 周 年 102a 103-104a 105-106a >106a 海面变化主要因素 气象（风） 潮汐、地震、气压 气象（气温、降水、蒸发） 、水文 气候（冷暖周期） 、大地水准面变化、水温变化 冰川均衡、大地水准面变化 海底扩张、海盆干涸、造山运动 原生水、孔隙水、地球膨胀
庄河验潮站
1 海平面
• 如1963年多佛尔海峡两岸 大地水准网联测，发现设 在纽林的英国国家高程基 准，比设在马赛的法国国 家高程基准竟低了20cm。 • 水文学上的平均海平面 (MSL)是据30天内每小时 读数推算，精确定义要求 有18.6年的读数。另外，根 据海岸防护、港口建设、 航道测量与滩涂开发等实 际需要，水文学又给若干 特征值下了明确定义。
1 海平面
“海平面”的全称叫平均海平 面。本意为在相当长的时间 内，海水表面的平均高程是 静止不动的，可用它作为大 地高程测量的零点。 平均海平面的“高程”，是 验潮仪自动记录专用测潮井 内，浮体高程连续多年每小 时读数的平均值计算出来的。 事实上，由于各国各地验潮 站观测时限及观测方法技术 的不同，所以产生的平均海 平面高程，普遍存在一定的 差异。
海平面变化的原因
• 3、大地水准面的变化 • 地球运动轨道参数、地球自转速率与大 地水准面是处于相对平衡的，他们的变 化必然会打破原有平衡，从而调整大地 水准面的形状来适应新的轨道参数和自 转速率。最易调整的当然要数地球的流 体部分了，海平面与假想的大地水准面 是基本一致的。
海平面变化的原因
• 4、相对海平面的变化 • 世界某一地点的实际海平面变化是全球海 平面变化值加上陆地上生活下降值之河， 这便是某一地点的相对海平面变化。 • 世界上一些大的三角洲（长江、老黄河三 角洲）的地面沉降速率均在10mm/a以上， 较目前的海平面（绝对海平面）上升的速 率达10倍以上，因此，1990年联合国教科 文组织的海平面研究报告中指出：研究海 平面必须包括海面和陆面的变化。
• 思考题： • 平均海平面的意义？ • 1海平面 • 2海平面的变化
1 海平面
海洋表面有波浪起伏，还有潮涨潮落，永不停息地变动着。远处 水天一色，可辨出一条水边线，它是球形海洋表面的视切线。 也就是说，实际上人们看不到想像之中十分平坦的“海平面”。
海南岛三亚
• 海平面：是指海洋中的水体与大气圈中的界面， 全球海平面即理论海平面是指全球的平均海平 面。局地海平面是指某一具体地点（塘沽、吴 淞、青岛）的海平面。 • 自从海洋形成以来，由于海水体积逐渐增加， 因此海平面在总体上是逐渐上升的，根据PK克 林格（1980年）的估算，40亿年前海平面比目 前低2490m，20亿年前低1500m，10亿年前低 620m，5亿年前仍低320m但这一估算结果的可 信度如何，却无法确定。
衡变化的影响，编制的理论海平面变化曲线。也就是说，即 便由于陆上冰体融化，世界海洋水层增厚完全一致，由于冰 体融化的均衡作用与水层增厚的均衡作用、以及两者外围的 补偿性地面升降调整(如冰体融化 当地地面均衡回升 外围 地面补偿性沉降和海洋水层增厚 海底均衡沉降 外围发生地 面掀斜变形等)，最终导致世界各地海平面的上升量也不相 一致。
庄河海滨
1 海平面
平均海平面是计算值而不是直接实测值，其理论意义在于 各地及不同时段之间可用它作为一项具综合指示意义的指
标进行比较。
平均海平面的综合指示意义: (1)它是洋盆容积与海洋水量的函数。海洋水量从属全球性 的水文循环及其变化。洋盆容积从属于全球性与区域性构 造运动及其发展变化； (2)海洋平面是地球表层系统中，大气与海洋水之间物质与 能量交换的界面与基面，陆地地貌发育的基面； (3)它是地球形状的显示，与平均海平面重合并伸展到大陆 以下的水准面称大地水准面，它接近于一个旋转椭球体。
海平面变化的原因
• 全球海平面变化有如下因素 • 1、海洋水体体积的变化： • 在海洋容积不变的情况下，海洋水体积的变 化会引起海平面的变化。 • 影响水体积变化的因素有：冰川消长、密度 体积效应、地漫水的排出和地幔水的渗入， 其中冰川的消长影响最大，如第四纪冰期与 间冰期的海平面的升降达到100—200米。 • 2、海盆容积的变化： • 沉积物的充填、洋底扩张、俯冲速率的变化， 地壳的均衡补偿、区域性的构造运动等都会 引起海盆容积的变化。
Leabharlann Baidu
海平面变化的表示
• 海平面变化过程通 常用海平面变化曲线 表示，横座标为时程， 纵座标为高度。已有 的海平面变化曲线， 可以分为三类。 • 第一类是示意性海平 面变化曲线，如某时 段海平面相对较高， 又某时段海平面相对 较低，至于高出多少 或低多少则没有明确 的标量。
海平面变化的表示
• 第二类是地方性的 相对海平面变化曲 线。资料来源于仪 测或若干古海面遗 迹的观测分析，但 海平面变化曲线的 高程变化包含着海 平面的升降与地面 的(构造运动、均衡 运动、压实沉降等) 升降两个变量，并 非单纯的海面升降 运动。
第四纪海平面变化曲线 (据Frenzel,1973)
2 海平面变化过程
（据Walcott,1972b） 1.哈德逊湾玛丽亚角（Maria C.,);
2.哈德逊湾丘吉尔地区（Churchill); 3.南安普敦岛；
4.伊格卢利克岛（Igloolik I.); 5.渥太华岛（Ottawa I.); 6.昂加瓦半岛； 7.巴芬岛内峡湾地区(Inner Fiord)； 8.萨默塞特岛(Somerset I.)
渤海中部近200Ka来的海面变化曲线
（据仓树溪等 ，1986）
海平面变化的表示
第三类是全球海平面变化曲线
(1)从地方性相对海平面变化中剔除地面升降变化分量，所得
海平面变化曲线单纯地代表海平面本身的变化。
(2)据估算的世界陆上冰体总量的变化与海洋水量的增减而编
制的海平面变化曲线。
(3)主要考虑海洋水量的增减以及与之有关的粘弹性地球均
2 海平面变化
• 从秒、分、小时为时间单位到地质历史上以亿万 年为时间单位，不同时间尺度有不同的海平面变 化特征及其升降规律，引起海平面变化的主要因 素也不相一致。
不同时间尺度海平面变化的主要因素
时间尺度 小 时 周 日 周 年 102a 103-104a 105-106a >106a 海面变化主要因素 气象（风） 潮汐、地震、气压 气象（气温、降水、蒸发） 、水文 气候（冷暖周期） 、大地水准面变化、水温变化 冰川均衡、大地水准面变化 海底扩张、海盆干涸、造山运动 原生水、孔隙水、地球膨胀
庄河验潮站
1 海平面
• 如1963年多佛尔海峡两岸 大地水准网联测，发现设 在纽林的英国国家高程基 准，比设在马赛的法国国 家高程基准竟低了20cm。 • 水文学上的平均海平面 (MSL)是据30天内每小时 读数推算，精确定义要求 有18.6年的读数。另外，根 据海岸防护、港口建设、 航道测量与滩涂开发等实 际需要，水文学又给若干 特征值下了明确定义。
1 海平面
“海平面”的全称叫平均海平 面。本意为在相当长的时间 内，海水表面的平均高程是 静止不动的，可用它作为大 地高程测量的零点。 平均海平面的“高程”，是 验潮仪自动记录专用测潮井 内，浮体高程连续多年每小 时读数的平均值计算出来的。 事实上，由于各国各地验潮 站观测时限及观测方法技术 的不同，所以产生的平均海 平面高程，普遍存在一定的 差异。
海平面变化的原因
• 3、大地水准面的变化 • 地球运动轨道参数、地球自转速率与大 地水准面是处于相对平衡的，他们的变 化必然会打破原有平衡，从而调整大地 水准面的形状来适应新的轨道参数和自 转速率。最易调整的当然要数地球的流 体部分了，海平面与假想的大地水准面 是基本一致的。
海平面变化的原因
• 4、相对海平面的变化 • 世界某一地点的实际海平面变化是全球海 平面变化值加上陆地上生活下降值之河， 这便是某一地点的相对海平面变化。 • 世界上一些大的三角洲（长江、老黄河三 角洲）的地面沉降速率均在10mm/a以上， 较目前的海平面（绝对海平面）上升的速 率达10倍以上，因此，1990年联合国教科 文组织的海平面研究报告中指出：研究海 平面必须包括海面和陆面的变化。