自然灾害博客

图1 显示了A-B一个剖面上的海平面高度变化差异，这是海洋测高卫星得到的数据，此时，剖面上的赤道地区显示紫色，表示海平面比 平均年份 低，而纬度较高的地区海平面比平均年份高（这里的数值只表示差异，并不表示赤道和高纬度地区的绝对海平面高度）。从这里，我们可以得到一个基本信息： 全球海平面高度变化是不一致的！ 图片来源： NASA 科学网上有一条新闻：" 海平面上升说"缺乏足够科学依据 （陈朝辉：国家海洋局公布的数据出处有问题）。咦，还有这种事情？海洋局竟然连个海平面都测不准？于是看了新闻。 看完之后，我认为这则新闻标题实在太醒目，且还有地方值得商榷。下面我谈谈值得商榷的几个地方。 一、2007年中国海平面公告 国家海洋局编制了《2007年中国海平面公报》，提到中国沿海海平面平均上升速率为2.5毫米/年，略高于全球平均水平。近30年来，中国沿海海平面总体上升了90毫米。其中，天津沿岸上升最快为196毫米，上海次之为115毫米，辽宁，山东、浙江上升均在100毫米左右，福建、广东较低为50～60毫米，总体趋势为北快、南缓。（ 来源 ） 图2 2007年中国沿海海平面与常年比较（来源： 2007年中国海平面公报 ） 二、陈朝辉老师的说法 陈朝晖老师是广州地理研究所研究员，他认为这些数据不科学，它的出处有问题。 第一， 全球海平面上升应是一致的 ，不可能无规律地高低不平。 第二，如果说海平面上升有不均匀的现象，那么受惯性力的影响，在赤道周围的海平面可能会高一些，因为按照物理学上的科里奥利力定律，地球赤道附近惯性力最大，两极较小，越靠近南北两极，海平面也会相对较低，因此， 不可能有中国北方的海平面上升比南方高的道理 ，更不可能因为是经济发达地区，海平面就高出其他地方。同理，在全球范围内，中国的海平面 绝 不会比其他国家高。 三、我的看法 我不知道这些话是不是陈朝晖老师的本意，但是用来反驳海洋局的一些道理讲不通。因为事实表明世界各地的海平面上升并不均匀！这是事实。 1，首先，我们要知道为什么海平面高度会变化 海平面的升高或降低主要和几个因素有关：重力、大陆冰川、洋流。 重力在短期（比如100年内）变化很小； 洋流与温度、风力有关，比如正常年份时，太平洋赤道地区吹东信风，使得赤道西面的海平面比东面要高。 但是，在 IPCC 的...

图1 GPS卫星总是高高在上，位于地球10000公里以上。而一般的气象卫星不过几千公里的高度。为什么呢？因为如果要更好地观测地球，他们就要尽可能贴着地面，太远了分辨率自然就降低了，而且越靠近地球，飞得也越快，这样一天就能覆盖更多的范围。比如图上这颗卫星，距离地球1336km，每秒钟飞7km左右，约10天就可以把全球所有的海面覆盖一遍。当然，这颗卫星的轨道，也就是自己的高度，是由高高在上的几颗GPS卫星精确给定的。那为什么不让卫星飞得再低点呢？太低很容易掉下来啊，太低了被人拿竹竿子（或导弹）捅下来怎么办？（图片来源：NASA） 1973年，人类历史上第一颗测高卫星Skylab S-193（天空实验室）由美国发射升空，人类进入空间卫星测高的年代，但是卫星测高一开始的精度并不高，为什么呢？如果卫星连自己的高度都测不准，那又怎么精确地测地面的高度呢？ 当然，人类要想办法解决这个问题。早在50年代，GPS（全球定位系统）就开始走进了科学家的视野。1989年2月4日，在经历很多颗试验卫星后，第一颗GPS卫星正式发射成功，随后，他们彻底改变人们对时间和空间的精度概念，改变了世界。 1992年，一颗名叫 Topex/Poseidon 的卫星由 法国和美国联合发射成功，这颗卫星身负一个重要的使命，就是精确地测量海平面高度。在GPS卫星的协助下，这颗卫星的测量精度可以高达4-5cm，于是，从1992年开始，我们就有了全球海平面高度变化的精确资料（验潮站也有资料，但是验潮站通常位于海边，受到干扰多）。请看下面视频，为1992-2007年的海平面高程变化，红色的表示比多年平均值高，蓝色的表示比多年平均值低，这些资料不仅仅来自 Topex/Poseidon，还包括2001年发射的Jason-1卫星测高资料。 测量海面高度的基本原理就是，卫星向地面 发射电磁波，然后接收地面（或海面）对电磁波的反射波，根据距离=光速×时间，就可以求出卫星距离地面的高度了，而卫星自己的轨道高度可以由GPS卫星精确给出，相减就可以得到地面的高度。（见图1） 1997年 11月，正当秘鲁的渔民又开始为反常的气候烦恼不已的时候。科学家在这颗卫星身上发现了有意思的东西：卫星记录的太平洋赤道两端的海水高度和往年大不相同（请你再回头观看视频，注意1997年的时候）！这立刻引起了科学家极大的注意：是什么原因引起...

图1 马丘·比丘，这个在1983年被认定为世界遗产的"空中城市"，位于秘鲁南部雄伟的安第斯山脉的尾部，海拔2430米处，见证了南美最大的印加帝国辉煌的过去。1911年7月24日，一个美国青年在原著民的帮助下，在热带原始森林中找到了这座印加帝国最后的城市遗址，从此，"失落的印加帝国"享誉全世界。遗址的魅力还在于这座石头结构的城寨巧妙地利用山根和地面凸凹不平的地势，达到了自然与建筑的完美协调。（图片来源：wiki） 16世紀，秘鲁Perú，这个曾经辉煌一时的印加帝国所在地，在当时最强大的西班牙舰队摧毁下，一去不复返。他们被彻底征服了，从此，秘鲁文明的根基，他们的国语，改姓了西班牙。 幸好，秘鲁的海岸线没有像轮流做庄的皇帝一样风雨飘荡。而且，太平洋发给了秘鲁一张用"水"写成的优惠卷。这太不公平了，秘鲁拿起这张优惠券，就代表了对世界最著名的渔场-秘鲁渔场的拥有权。 图2 海洋并不是静止的，整个海洋的水就像人体血液一样在循环往复，我们将全球最大的海水运移叫做洋流。太平洋赤道地区，海水在太阳直射下一年四季都很温暖，在东面吹来的信风的鼓动下，海水夹带着大量暖气从东往西流。于是在正常年份，太平洋的西面，也就是印尼、菲律宾和澳大利亚东北部一带温暖湿润。但是别忘了，表面的海水被吹走了，就会有其他海水流过来补充。于是，一股寒冷的水流在海底，经南极边缘，带着一身"冷酷"，悄悄地运动到了南美，当水流碰到了秘鲁突出的海岸线时，水流前途受阻，被迫抬升，这恰好补充了秘鲁附近被信风吹走的海水。这股寒流将海底的有机物带到了海面，吸引了一大群一大群鱼儿，从此，这里就成了世界上最著名的渔场-秘鲁渔场。这不是太平洋发给秘鲁的优惠券吗？（图片来源：wiki） 但是，秘鲁的渔民发现太平洋有时并不友好，特别是到了圣诞节前后，海边的风变弱了，平时温度较低的海水温度升高了，水中的浮游生物也跟着减少了，更要命的是，鱼也大大减少了，这是怎么回事？莫非这是上帝的旨意？要求秘鲁的渔民回去庆祝小耶稣的诞生？ 可怜的秘鲁渔民无法解释这个现象，于是用他们的国语-西班牙语，给它取了个名字-El Nino，这就是大名鼎鼎的厄尔尼诺。在西班牙语里，他的意思就是"圣婴"，也就是圣诞节期间的小男孩的意思！ 这个"兴风作...

前几天一位网友给我传了一张照片，问我照片里的浪大概有几米高？应该如何计算浪高？ 首先我很佩服她不怕危险勇敢地拍下了这张照片，中国专门拍摄自然灾害的摄影师好像还没有 :-)，其次我觉得能够思考一些科学问题比较好，特别是思考发生在身边的事，学科学更要用科学。 有些表面看起来很简单的问题，比如如何计算浪高，实际并不好回答。我没有好好思考过这个问题，据有限的知识给她回信说： 一种就是卫星测高，精度可以很高（精确到4-5cm），例如2004年底的苏门答腊地震海啸发生后，一颗叫Jason的卫星就把海啸波的高度记录了下来，最高和最低的地方却只有1m不到，比你照片上的海浪要低。但是这里1m指得是波浪在大海还没到海边的波浪高度，到了海边，可以形成5-6米的浪高。 再想想看，我们都说温室效应，海平面升高了，那他们怎么测量海平面升高了呢？除了卫星，水文站当然也可以测，我没见过水文站，我猜他们是在一个和外面海水相通的管子里放上一个浮标，浮标的高度可以用电子信号记录下来，这样每一天，每一分钟，水面的高度都有，还可以画出曲线。但是一个浪打过来，浮标就会升高，因此要测量总体海平面升高，还需要扣除这些随机干扰，做一个长时间尺度的平均。 今天我就顺便简单介绍一下Jason。 世界上有两颗卫星是专门用来测量海平面高程（Ocean Surface Topography）的，一颗叫TOPEX/Poseidon，另一颗叫Jason。TOPEX/Poseidon是1992年发射的，Poseidon是希腊神话中海洋之王波士顿的意思，Jason是2001年发射的，它为什么叫Jason呢？ 本来这个卫星计划在7月份（July）发射，可由于后来不断拖延，经过 J uly A ugust S eptember O ctober和 N ovember，直到12月份才发射，于是科学家就将这颗卫星所耽误的这几个月的首字母组合起来，取名Jason。这个卫星的精度可达到2cm，每10天重复同一个轨道。卫星的可视区域在地球上的投影是一条宽宽的线，这条线的宽度就是2km。 下面第一个视频是Jason卫星在2002年-2003年期间连续测得的海平面高度。红色的表示比多年平均值高，蓝色的表示比多年平均值低。这里想说明： 海平面的高度同样可以指示海洋表面温度 ，高温的海水使海平面升高。因此，你可以看到2002年太平洋赤...

新闻说：2007年，中国沿海海平面平均上升速率为2.5毫米/年，仍高于全球海平面1.8毫米/年的上升速率。中国沿海海平面上升速率高于全球。为什么？ 根据《2007年中国海平面公报》，30年来沿海海平面升高90毫米，天津最快，为196毫米；上海次之，为115毫米，总体趋势北快南缓。我又想：为什么速度不一样，为什么水都跑到高纬度地区呢？ 海平面升高主要与两点因素有关：1.大陆冰川积雪融化，汇入海洋，影响海平面；2.海水会热胀冷缩，温度升高就会造成海平面升高。 大陆冰川对海平面的升高应该是全球性的，因此更多原因可能在于第2点：水会热胀冷缩。这是不是说明高纬度地区的气温变化比低纬度更大呢？戈尔是这么说的，我想有空去看看IPCC的资料，再在这里解疑。   注意，海冰的融化并不会造成海平面上升！因为海冰密度为0.9，它的10%浮在海面，根据阿基米德定律，浮在水面上的物体的质量就是被排开的水的质量。(图片说明：2007年英国野外环境组冠军-冰河， 链接 ) Technorati 标签: sea level , global warming

图　日本探测船"地球"号 　　 2007年9月21日，日本探测船"地球"（Chikyu）号载着地球科学家的梦想启航，它将执行"综合大洋钻探计划"(IODP)第314航次，在东京以南太平洋一处水深2500米的地方，从海底向下钻入7000米深的地心，进行探测、钻孔、取样和安装地震监控仪器。由于地下高温高压，钻探速度会很慢，预计1年后才进入地幔，整项计划预计到2012年完成。在"地球"号以前，人类在海洋钻探地心的纪录是2111米。 　　这是人类首次尝试钻入莫霍面（南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇于1909年发现的地壳和地幔的分界面，称为莫霍洛维奇不连续面，简称莫霍面），科学家希望这次尝试能够揭开气候变暖的秘密、寻找有助解释生命起源的微生物及了解地震的成因。在"地球"号成功探出洞后，科学家将会在洞中放置感应器监测地震，为日本及东亚地区提供有效的地震预测系统。 　　此次钻探工作得到了"综合大洋钻探计划"（IODP）的支持，该计划主要由美国和日本发起，欧洲部分国家、中国、韩国参加合作，中国曾由 汪品先 院士提议并最终在南海进行过钻探。 "地球"号：全球最大的海洋探测船 　　"地球"号由日本三菱重工业公司建造，全长210米、宽38米、排水量5.7万多吨，是全球最大的海洋探测船。船上装有最先进的航行控制系统、航海图、雷达系统及全球最高的钻井架。同时，"地球"号配备有石油探测公司先进的技术，在抽取岩层样本的同时会向抽取处注入泥浆。船上有装上泄压阀以减低地下压力。 　　过几天，我发现原来这是一条 假新闻 ， 赶紧在题目后加一个问号。这里转载汪品院士的文章来驳斥这个假新闻 。 　　这则消息如果属实，确实振奋人心；但可惜这是一则错误连篇、误导读者的报道。这一方面反映了社会各界对探索海底深处的浓厚兴趣，另一方面也暴露出我们的科学报道是何等的缺乏严肃性，而以误传误的过程又是何等的一往无前。 　　 打穿地壳的计划至少10年内不可能提上日程 　　人类接触的高山深渊，其实都属于地壳。相对于6000多公里的地球半径来说，地壳只是表面的一薄层，论厚度其比例远比不上鸡蛋壳或者西瓜皮。 　　地球科学界梦寐以求的理...