如何测量海平面?

Question

在评论地球变化由于全球气候变化,海平面变化是一个常见的话题。我听到道海平面变化厘米甚至毫米范围甚至想知道这样的精度是可能的。海移动很多;在某一天超过一厘米。我没有理解海平面测量,甚至我也不能想象怎么做的精度。海洋学家测量海平面如何?

也许一个不同的问题,我也不能想象,1厘米的测量变化是务实而有意义的,即使对于一个海滩,更不用说全球平均水平。1厘米高潮我不认为会注意到最多的地方。甚至在很多地方10厘米可以忽视。1厘米的全球平均变化意味着什么有用吗?我猜的变化可以令人担忧。1厘米每年将增加在过去的几十年里。

Answer 1

有两种主要的方法来测量海平面(因此它的变化):本地和卫星。

衡量当地海平面我们可以设置仪表的海岸上记录水位经常——每小时是常见的。这些用各种方法,发展随着时间的推移,所有旨在非常精确(有时到毫米)长期记录在这个位置。在英国,英国潮汐计网络有记录(在一些地方)到1915。

验潮仪的机制是不同的,随着时间的推移有所改善。早期的漂浮在一个“静水井”(水柱从波保护计)。一些现代仪表通过感应水工作压力。如果我们有良好的温度和盐度测量我们可以计算密度,如果我们知道密度和压力在一个位置,我们可以计算出的水的位置。其他现代仪表使用超声波或雷达收发器位于一个已知的垂直位置出水面,因此测量距离水面具有很高的准确性。

这些记录水位包括潮汐,当然,以及其他因素的影响,如改变气压的影响,风力驱动电流,等等。他们还受到土地的上升和下降。这些影响都可以占,从信号,和努力去这样做。你会阅读一些有趣的关于这个话题的国家潮汐和海平面设施。

然而,无论多么好的固定测潮仪的记录,他们只能告诉我们发生了什么在海岸上。虽然这可以说是最重要的为人类,几乎全球的照片。

另一种方法,我们可以把卫星观测。卫星的雷达高度计,可以衡量全球海平面几厘米的精度或更好。这是最近为此任务(有其他人因为——我不是专家)。这里的精度水平不是那么好,但它可以提高通过大量的统计测量。

卫星测高的大的困难是消除潮汐,因为卫星总是在地球表面,所以只能以相对较少的间隔测量任何一个位置。因此,一些复杂的全球潮汐模型用于卫星提供的数据(a)改善模型,对于那些想预测潮汐,和(b)使用的潮汐模型来消除卫星测量的潮汐,只留下海平面长期变化。

我认为你的问题的目的是“人们引用海平面变化每年毫米或厘米,但肯定测量不准确吗?”。卫星测量不,尽管本地的可以,但请记住,我们在测量超过一年。方法之一就是看一百一十- 20年的趋势,每年和算出的平均变化。

Answer 2

海洋学家测量海平面如何?

的机制,有些直接,间接的。

各种政府机构,如美国国家海洋和大气管理局经营沿海潮汐电站,测量当地的海平面高度。全球大约有一千个。除了这些官方的潮汐电站,甚至有更多的私人电视台如那些在海上钻井平台上。

其他测量来自浮标,一些固定,其他漂流。有近5000 ARGO浮标漂流。ARGO浮标测量在不同深度的温度。因为温暖的水密度小于水冷却器,海洋温度上升是海平面上升的主要贡献者,约占总数的1/3。

然而其他测量来自太空。剩下的2/3的海平面上升的结果质量添加到海洋。这个附加质量可以通过高精度重力测量实验如GRACE卫星。那些精确测量地球重力场的变化使精确的轨道确定的其他卫星,其中一些带雷达高度计。这些测高计读数,再加上高精度轨道决定,提供了另一种评估海平面变化的机制。

Answer 3

(添加这作为一个单独的答案回答的不同部分的问题——没有一个当我第一次回答…)

要理解为什么海平面上升仅为10厘米可以显著:

偶尔想象一个洪水的地方。也许只是一年一次,甚至更少。现在想想频率几乎洪水,水站仅5厘米以下的墙上。这些场合不要用同样的方式,但他们可能更经常比实际洪水的时候。所以适度增加海平面可能会严重影响许多沿海地区——特别是在一般低洼国家如荷兰或孟加拉国(其中一个可以提高它的墙壁;其他不能)

还要记住的是,当我们处理毫米每年此时,担心许多气候科学家们不仅仅是几厘米——这是几米。在这一水平,大多数在美国海岸的城市已经被水淹没。