精确测量海平面高度是很难确定的。但这是一个重要的衡量标准,主要有两个原因:
- 有了精确的海平面测量,就有可能精确地测量陆地上所有东西的高度。例如,由于海平面测量不准确,计算珠穆朗玛峰的高度非常复杂。
- 通过了解海平面,我们可以确定海洋是随着时间的推移而上升还是下降。令人担忧的是,由人类活动引起的全球变暖和其他天气变化可能会导致海平面整体上升。如果是这样的话,沿海城市就有大麻烦了。
测量海平面的问题在于有太多的因素会干扰它。如果你能把地球移到太空深处,这样太阳月球和其他行星不会影响它,世界范围内没有温度变化,然后一切都会像一个静止的池塘一样稳定下来。雨和风会停止,河流也会停止。这样你就可以准确地测量海平面了。如果你这样做,海水在整个地球上的投影高度将被称为大地水准面.在陆地上,你可以把大地水准面想象成如果你要从海岸挖一条运河到陆地上的任何一点,海水所处的水平面。
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但地球并不在深空——它位于混乱的太阳系中央。有各种各样的事情可以改变任何给定点的水位,包括:
- 潮汐,是由月亮引起的
- 由风和潮汐引起的大大小小的波浪
- 大气中的高压和低压区,它们改变了海洋的表面高度
- 海洋温度的变化改变了水的密度和体积
- 雨水和河水流入海洋
如果你站在海岸上,试图用尺子测量海平面,你会发现这是不可能的——海平面以秒为单位(海浪),以小时为单位(潮汐),以周为单位(行星和太阳轨道的变化)。为了解决这个问题,科学家们尝试使用验潮仪.潮汐计是一种大(直径1英尺[30厘米]或更大)的长管,在水线以下有一个小孔。这种管道通常被称为管道静水井.尽管波浪不断地改变着表外的水位,但它们对表内的影响很小。在这个管子里,可以比较准确地读出海平面。如果在几年的时间跨度内定期阅读,然后取平均值,就可以得到海平面的测量结果。
您可以看到,获得准确的读数(例如,精确到毫米级)是极其困难的。卫星现在也在使用,但它们也有许多相同的问题。科学家们竭尽所能,利用极长的时间跨度,试图弄清楚海平面是多少,以及它是否在上升。普遍的共识似乎是海洋每年上升约2毫米(尽管下面的最后一个链接对这一共识有一个有趣的讨论……)
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