為什麼全球變暖會導致海平面上升?

我物理和數學都很糟糕,所以我想不明白冰川融化了之後為什麼海平面會上升……說好的冰比水體積大呢?如果都融化了不是海平面會下降么?

我搜索了一下找到了類似的問題但並沒有找到我想要的答案……能有數學或者物理比較好的知友告訴我這個到底是怎麼算的么?


首先,就像前面大家提到的,冰蓋不是泡在水裡的,很大一部分都是陸地冰蓋,所以融化後自然會導致水量增加,海平面上漲。

其次除了考慮水增加了這個因素外,還要考慮全球變暖會使水體積膨脹,熱脹冷縮嘛

來源:Causes of Sea Level Rise: What the Science Tells Us (2013)

上圖可見,1972年到2008年,由於融化導致的海平面升高大概是0.4英寸每十年,而由於熱力學膨脹導致的是0.3英寸每十年。而且這個趨勢是融化所佔的比例越來越大,升高的速率也越來越快。除此之外,當我們討論海平面升高的時候,還要注意以下幾點:

1. 海平面的分布本來就不是均勻的,存在有高值區低值區,雖然不是很明顯,但是確實存在。科學家們把這成為海平面的指紋(fingerprint)。冰川融化會改變這種分布,那麼就可能出現局部地區的海平面上漲或下降。

2. 風對海平面也有影響。很好理解,吹的嘛。

3. 可能與一般大家的理解不同,冰蓋融化後附近地區的海平面有可能會上升的幅度較小,相比較於更遠的海域,甚至有可能會出現海平面下降的趨勢。這是由於冰蓋巨大的體積和質量產生了對海水不可忽視的引力。當冰蓋融化,引力消失,原來被「拽起」的海水就會掉下去。

能翻牆的還可以看著個動畫:https://www.youtube.com/watch?v=XZqtXf0ieTc

4. 由於冰蓋的體量巨大,融化後會改變地球的轉動軌道(OMG)


糾正一下@Lightwing,北極冰全部融化也不會對海平面造成影響,因為北極的都是浮冰。但是南極,格陵蘭島的冰都是大陸冰架,融化了以後海平面上升很恐怖。

答主提到的融化的高山積雪我覺得並會造成大的影響。這些高山大多位於內陸並有多個河流湖泊分支,並且不要小看地下水系統龐大的儲水能力,等真正到入海口時已經影響不大了。事實上赤道溫度上升1°,兩極溫度對應上升10°,因此格陵蘭島和南極冰川才是海平面上升的主要隱患。

另外不要樂觀的以為全球變暖只會導致海平面上升溫度上升而已,這持續不了多久。比這個更可怕的其實是尾隨而來的全球變冷。格陵蘭島的冰川融化後大量冷水注入大西洋導致全球洋流的熱交換紊亂乃至停止,然後就是一片死寂的冰河時期了。導致上一次冰河時期發生的主流觀點便是北美的一整塊巨型冰川(現在的五大湖)融化後形成的。


模擬一下:

世界近代現狀大概是這樣的:

冬天和夏天的「全球平均溫度」基本上搖擺在12度-16度之間。最近一萬年一直都是這樣的。

偶爾有一年會更誇張一些,在中國南方(或歐洲南方、中東)下雪。但是赤道一帶從來不下雪。

北極冰圈一直都存在,只是結冰範圍隨著四季收縮、擴大。

高山地區顯得一年四季好多冰雪,比如青藏高原。連非洲最高的山頂都會這樣。不過這些地方的山谷裡面還是有些季節變化的。只是從這個角度來看,不太看得出來。

(然後海平面沒什麼嚴重漲跌)

---

如果世界平均溫度提高1-2度左右,大概會導致這種情況:

(相當於我們2010年代的平均溫度,比起100年前的平均溫度,確實提高了1-2度)

主要差別:

很多原來整年結冰的高山區開始在夏天不結冰了。

夏天的北極冰圈已經幾乎不存在了。

(開始可以從北歐直接開船到太平洋,順著俄羅斯北岸。之前非常難,或者需要特殊船)

嚴重氣候性災難頻率明顯提高了。徹底融化。

馬爾地夫、Kiribati等珊瑚小島,漸漸體驗到了海平面的上升。這些地方本來只有1-2米海拔的樣子。現在有些危險感了。這些地方都開始在其他國家買地準備逃亡。

---

如果世界平均溫度再提高1-2度,也許整年都不存在北極冰圈。

(按照現在的全球工業化速度、二氧化碳的倍數增長趨勢,也許只需要幾十年)

這時候,很多地方的冬天氣候就相當於過去的夏天氣候了。

海拔再提高兩三米左右。馬爾地夫等國家不再存在了。

因為原來在海平面之上的冰圈(和冰川)融化了。這個水量流入海洋了。

美國佛州(Florida)、矽谷周圍、荷蘭、丹麥、中國上海和天津、孟加拉國、等地方也就面臨了大危機。理論上會被新海平面高度所淹沒。或許還可以用現代技術來防止,至少造各種牆。但是不一定那麼容易。

其實世界各地都會受到影響。

---

萬一溫度提升再誇張一點;再高几度,大概會這樣:

這時候,世界地圖已經發生了很多誇張的變化了吧?

倫敦(等英國大多數城市)都被淹沒。歐洲北方和俄羅斯到處非常糟糕。黑海裏海合併,甚至會通到歐洲北邊的海洋。美國南方徹底淹沒了,南美洲受到的影響也不少。印度北部(人口最密集的地方,七八億人),也都被淹沒了。

中國也非常嚴重。江蘇、河北、安徽、河南、湖北、等等都面臨危機。東海(黃海)新海邊直接移到了四川陝西山西附近。山東半島等其他山區將變成島嶼。

這些就是海拔再上升10-20米的結果。

為什麼溫度再高一點點會導致這麼嚴重的後果?因為格林蘭、青藏高原、南美洲的許多冰川也開始融化了。這種水量遠遠多於北極那邊的一層冰。

---

最嚴重的結果,氣候變化發生runaway effect,剩下的白冰面積越少,地球反射能力越弱,能量吸收保溫各方面加強。熱量循環,倍數嚴重。最後導致總溫度再提升個10度左右。

這時候,世界上所有的冰川都直接融化了,海平面長高100-200米。

中國的湖南、江西、浙江、四川盆地都受到了影響。東北大盆地也被淹沒。這樣的話,也只有原來的幾個高山地區才能留下來了,都成了群島。大陸也只剩新疆、青藏、甘肅、陝西、山西、雲南、貴州、廣西、廣東、福建(後三者就成了半島)。

朝鮮成了島嶼。澳洲和印度和南美都裂成了若干島嶼。美國整個東部基本上也被淹沒。歐洲只剩南歐幾個地方。英國、法國、德國、波蘭、瑞典、俄羅斯都不存在了,或者只剩些山區群島。

而且,溫度高了這麼多,很多地方都會變成沙漠。雖然這個模擬看不出來什麼沙漠化,但是很可能只有北極附近才適合人類生存。非洲那邊完全沒辦法,每天50度以上。

(這種狀態又不是沒發生過,世界曾經經歷了無數次氣候極端。但是以前都是那種漸漸的隨機變化,幾萬年的事。現在則是人類污染導致的幾百年快速變化,之前還真沒發生過)

總有這個可能。我們只要繼續忽略二氧化碳之類的,很快就會導致這種結果。

---

另外,如果我們調低世界溫度,各種地方結冰,海拔反而會下降。

之前每十萬年左右的「時期」也就是上面這樣的了。容易看出來海拔下去了,因為很多地方都出現了新陸地(黑色)。特別是印尼澳洲的一些變化。

其實這些變化也只需要世紀平均溫度降低個五度左右。

如果再低10-20度,會發生一些更誇張的變化:

最後一張就是snowball earth。之前發生過一兩次,可能是因為地球的軌道變了,或者有其他星球之外的事發生了(整個太陽系路過了氣體旺盛的一塊地方,之類的)。這種情況發生,大概只有深海物種還能活著,不過在這次模擬裡面,所有的水都結成冰了。

(當然,那時候的地殼分布完全不同,根本看不出來我們現在的大洲)

-----------------------

所以,氣候變化真的是很重要的事。環境保護對人類生存真的是很必要的。


兩個方面:1是原有的陸地冰川,兩極冰川並沒有在海里,氣溫變暖會加速它們融化匯入海洋。2是海水溫度增加會減小水的密度,使體積膨脹。


因為南極以及其它地方的冰很多在大陸上

融化了之後進了海里

北極的冰浮在水面上,按理來說對海平面影響不大(對純冰和純水來說,冰的密度是水的0.9倍,泡在水裡占體積的部分跟融化之後的水的體積一樣)


海水熱膨脹和冰川融化

…話說這個在高中地理書上就解釋過吧…


南極是一塊大陸。。。陸地上厚厚的冰,融化後流進海洋,相當于海水多了。


首先,地球上有很大一部分冰並不是泡在海中的,而是覆蓋在大陸之上。舉個例子,雪山上的積雪和冰川就是覆蓋在大陸上的冰,這些冰並不是泡在海水裡的,所以對海平面沒有太多影響(某種意義上)。

但是,隨著全球溫度升高,這些陸上的積雪和冰就會融化成水。而水往低處流,地球上最低的地方除去陸地上的盆地,就是海里了。

如果還不理解,可以想像一下你有一盆水和一盆冰,水就代表海水,而冰代表陸地上的冰。現在隨著氣溫的升高,冰化了,所以你就有了兩盆水,二者兩盆水最終都會匯入一盆中,海平面自然就升高了。

還有,如果你把冰泡在水裡,冰融化了以後水面並不會升高,而是保持不變。


但是冰是一整塊啊,冰是浮在海面上的。

如果冰在海平面之下,那它融化了的話海平面是會下降的吧。

那麼問題來了,現在地球上的冰川到底有沒有全部浸泡在水裡面呀?

沒有的事吧?

你看,南極大陸超級大對吧,上面有好多高原呢,超級高。有多高呢~?複製一下百度百科。。(懶死我了)

?南極大陸,就其自然表面來說,其平均海拔高程為2350米,比其他幾個大陸中最高的亞洲還要高得多。但是,如果把覆蓋在南極大陸上的冰蓋剝離,它的平均高度僅有410米,比整個地球上陸地的平均高度要低得多。?

現在南極冰川和我們的海洋是分開的(為了方便理解就這麼說好了),但是如果溫度上升,欸,那不就融化了嗎,變成水的話就會流到大海里對吧,那不就造成海平面上升了嗎?

對,,對吧?

第一次答這種問題比較心虛呢。。


南極冰川冰蓋變暖融化,高山積雪越來越高,流入大海


你的問題好像不是全球變暖巴拉巴拉......., 而是冰川融化,體積變小,為什麼海平面上升

對於這個問題,我的回答是:

那些導致水位上升的大冰川在大陸(南極)或大島(格林蘭島),還有山(喜馬拉雅山脈)上,主要不是指海里浮著的那些。


你們考慮了自然因素和物理因素,有沒有考慮這種現象形成所需要的時間,還有人的因素?

想像一下,導致海平面上升的因素(南極冰山,格陵蘭冰山融化)非常緩慢的進行,每年海平面上升1個毫米,那麼人類監測了這個趨勢,他們,或者說我們會怎麼做,任由海洋淹沒大陸?

最後,重要大陸與海洋的邊界會築建起寬闊的海堤,以現在人類的能力完全做得到,這樣的後果是人類相對團結在一起,因為各大國都有這個海堤,破壞對方海堤等同開啟核戰,大國之間更加謹慎,大國幫助小國建築海堤等等,間接促進了人類的團結。

再經過漫長的幾百年,另一個冰河時期到來,海平面又開始下降。


理想條件下不考慮別的因素,用僅存的初中物理知識強答。

如果是純水和純冰,浮力定律可知冰融化後體積正好能填補排開的那部分水,水平面不變。

可別忘了,海水並不是純水,其密度大於1。因此

1.冰的含鹽量小於水的含鹽量時,融化後水平面上升。

2.冰的含鹽量大於水的含鹽量時,融化後水平面下降。

3.兩者相等時水平面不變。

而溫度越低鹽的溶解度越低,海水結冰後會有鹽析出,因此冰川融化符合情況1。


看到了我無語了,冰川融化成水,海里水肯定漲唄


冰是浮起來的.........很難理解么囧rz


題主是不是高中物理課沒好好聽呀......

為什麼上升,是因為海水中有鹽,鹽水比水的密度大。同樣一塊冰,排開鹽水的體積要比排開純水的體積小。

你拿個燒杯放鹽水,再放幾塊冰,等冰化了之後水平面是上升的。

自己列公式算一下就好了,很簡單的問題。


首先,海平面上升,不僅僅是冰蓋融化的原因。區域性來看,往往還涉及到地球自轉,月球潮汐能,大陸板塊運動的影響。從全球範圍來看,還有一個海平面上升的重要原因就是人類活動大量提取地下水,讓地下水變成了地表水,導致地表水量增加,進而導致海平面上升。

假設全球變暖成立,導致冰雪消融(這個不用假設,肯定有消融,8848變成8844了~),那麼海平面上升的原因也是因為冰塊大部分是浮在水上,或者直接覆蓋在地表上,融化成水以後才注入大海,導致水量增加。

我上面用假設這個詞,不是因為我反智。

前兩天NOAA(美國海洋及大氣管理局)的研究人員就說過,在2015年巴黎聯合國氣候峰會上引用的全球氣候數據,涉嫌造假與失誤,對未來地球暖化趨勢預測是失準的。其中陸地溫度預測涉及數據造假,非洲大陸數據不足的情況下用了模擬值,海面溫度則是模型設計問題,從方法上就是不可信的。也有消息說,修正後全球氣溫顯示是下降的,暖化趨勢也是減緩的。

全球暖化這個議題很可能是一個倖存者偏差。因為就衛星監控的數據來看,全球平均氣溫是上升的。但是區域氣溫卻不是,甚至產生了兩級分化的趨勢,在人類大量活動的地區,的確出現了溫度攀升。重災區是以英國為首的西北歐環大西洋區域,這裡靠近北極,也是對北極冰蓋消融負主要責任的地區。中南美洲、還有中南亞區域也是升溫嚴重的地方。而美國的北方,東歐其實是氣溫下降的。非洲幾乎沒有實際數據,而全球暖化預測模型里,非洲其實貢獻了很大一塊,完全憑的是「猜想」和「模擬」。

所以在國際性氣候峰會上,因為發達國家的工業發展導致區域性氣候暖化,卻要求世界人民共同減排承擔責任?

引用 丁仲禮 院士的話說:「這就是一個根本的問題了,中國人(第三世界國家的人)是不是人?」


海水熱膨脹


推薦閱讀:

現實中有沒有某種現象是超距作用?
虹吸現象的物理學解釋是什麼?
貧鈾彈的自銳效應一種什麼現象?
物理規則不變情況下,所有物種(長度)縮小至原來的千分之一,人只有原來的螞蟻大小,可以造出航空母艦嗎?
請問此類方程式該用何種數學工具去解答?

TAG:數學 | 物理學 | 全球變暖 | | 冰川學 |