冰川融化是否會造成海平面上升?
一道初中物理題:一杯冰水混合物在杯中冰塊融化後液面高度變化如何?答案是不變。但是如果是這樣,為何人們總是說溫室效應會使得冰川融化並導致海平面上升?究竟冰川溶化後是否會造成海平面的上升?
謝邀。
短答案:冰川融化會造成海平面上升。
理由1, 浮冰:大多的冰山是淡水,海當然是鹹水,融化後會增加海的體積。如果全球浮在海上冰融化的話,會海面上升4厘米。參考: The melting of floating ice raises the ocean level
理由2, 非浮冰:兩級的非浮冰(也就是在兩級陸地上的冰川)要比全球浮冰多50多倍。這些溶化後,流進海里,將會增加的海體積會更嚴重。
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理由2應該不需多解釋了。理由1我再詳細解釋一下。
首先,題主說到初中物理,完全沒錯。這當然就是阿基米德浮體原理了。大概就是任何浮在水上的物件,它的重量和排開流體的重量一樣。換句話說,一公斤的冰放進水裡,上升的水位體積就應該有一公斤。同時,湮在水裡的量和上升的水位的量是一樣的。
然而,水,大家應該也在高中學過,是比較特殊的。結冰後,它的密度反而減少了。所以你一瓶礦泉水放冰櫃里,過一會兒結了冰,冰水增加的體積有可能把瓶子撐爆。
所以,因為密度少了,冰才可以在水上浮起來。就好像下圖的冰山,大概90%的冰體積量湮在水面下,同樣量的流體水的重量就夠相等整個冰山的重量了。
然而,當冰融化後,如果冰和流水都是淡水,重量當然永遠不會變,冰變水後的密度上升,體積量變小,就等於上面浮上來的10%沒有了。總體水面不會上升或下降。也就是題主說的,「一杯冰水混合物在杯中冰塊融化後液面高度不變」。不過,這只是冰和水都是淡水,或都是一樣純度的情況下。
在海上,海水的鹽度比冰山的鹽度多。至於為什麼冰山是淡水,這又是另外一個問題了。在這裡就不多說了。所以冰山(淡水)融化後,體積量要比同樣重量的海水的體積量更多。所以海水會上升。
下圖是一塊淡水冰在一杯鹹水里融化前後的對比。
想起初中的物理題了,呵呵。如果單從理想浮冰的角度來說,海平面不會升高。
但是實際情況特殊,冰川好多和大陸連帶,其排水體積要遠小於其本身質量,這種情況會導致海平面上升。而實際這種情況更多。
其實海平面上升的關鍵在於海水是鹹的。
此話怎講?
我們假設冰融化以後是淡水,密度是1。海水是鹹的所以密度大於1(方便以後計算我們假定為1.1)。冰的密度是0.9。
在理想的浮冰融化以後,海平面是不會升高的。下面我們開始計算。
我們假定有1kg的冰,浮於海水中。排開海水的質量也是1kg。但是排開海水的體積只有1/1.1=0.91單位體積。
但是1kg冰融化以後得得到的水是1個單位體積,大於冰排開的海水的體積(0.9個單位體積)。所以冰融化以後體積增加,海平面上升。
ps,有同學問」冰熔化是淡水可有什麼依據?「。上網查了一下,南極的冰主要來自降水。所以南極的冰融化以後是淡水。
重新整理一下思路。
首先我們來說浮力的定義是什麼:浮力指的是,物體在流體(液體或氣體)所受浮力,等於所排開的液體(氣體)的重量。
我們就可以得出排開海水的質量等於冰的質量。海水的密度大於冰融化後的淡水的密度。所以排開海水的體積是小於冰融化後的水的體積。也就是說冰融化後水的體積是大於,冰排開的海水的體積。所以海平面上升。
有人說:「如果單從理想浮冰的角度來說,海平面不會升高。」,這句話是錯誤的, 這裡的理想浮冰模型指的是淡水和冰的模型,並不適用于海水。
題主不要死讀書讀死書啊
地球上絕大部分冰川並不是漂在海上的,而是凍結在陸地上的。如果它們滑落到海里去,那就等於在你那個實驗中直接往燒杯里多扔幾塊冰塊進去,你覺得液面會怎樣變化?回答這個問題首先要明確兩點,冰川是什麼以及冰川包括什麼
冰川是指由多年積雪形成的運動的,較長時間存在於地球寒冷地區的巨大天然冰體
根據形態分為兩種最基本的類型:大陸冰川(冰蓋)和山嶽冰川
以上概念來自《普通地質學》
那麼顯而易見,大陸上的水進去海洋必然會引起海平面上升
就像一樓說的「
如果單從理想浮冰的角度來說,海平面不會升高 」,意思就是就算北冰洋的冰全化了海平面也不可能上升。但是還有該死的南極和喜馬拉雅山,哪裡可是有巨大冰川。我們先不說喜馬拉雅冰川,這個太複雜了,說說南極吧,百度百科說南極洲的面積占陸地面積的9.4%,而陸地佔海洋的3/7,所以南極洲的面積約佔海洋的4%,我們就當它是4%,而南極冰層的平均厚度是2000-2500米,如果這些冰全化了,就相當於你有一盆水,我又在裡面加了一小盆水,這時水位是會升高的。意味著平均海平面要上漲近80米,這是沒有考慮上漲後海洋面積會增加得出的結論,如果全球都被變成海洋,也得升高56米啊,要是考慮其他大陸的冰川結果會變化嗎?答案是變化不大,因為地球上大部分淡水都集中在兩極。
物理題顯然是理想情況,杯子里只有冰水而已,沒有其他的條件
可是作為整個生態圈來講裡面有那麼多的內容,所以理應是一個非常複雜的系統,自然不能按照理想的情況作答了
與其取用理論來分析,不如實際測量來看,而實際情況就是海平面上升,島國被淹沒總不會是海平面下降的結果
至於溫室效應帶來的影響,目前也是有兩派說法,但是我自己還是認為這沒有嚴格正確的答案,舉個例子就是說食品的安全,無論如何檢查總是會有有害物質出現的報道,再說天氣的預報無法告訴我們地震的情況是如何,因此我覺得對於溫室效應的分析都是不準確的,都是一家之詞,只有實地看到的才是可信的推薦閱讀:
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