近20年中国和全球海域海平面上升趋势特征分析及相互关系的初步研究

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利用AVISO高度计数据计算了从1993年1月到2013年1月中国和全球海域海平面的上升趋势并分析了其特点,初步分析了全球海域海平面的上升对中国海的影响。分析显示,在很大程度上中国海海平面的上升是在全球海域海平面上升的大背景下被动上升的。本文的初步结论为:在研究时段的中国海海域内,中国海平均海平面的上升速率为4.7毫米/年,高于全球同期平均水平;渤海、黄海、东海和南海平均海平面的上升速率依次为3.8、3.4、3.3和5.0毫米/年,其中,渤海、黄海和东海三者平均海平面的上升速率为3.4毫米/年;首次同时计算了中国沿岸、中国海整体及中国海边界海域平均海平面的上升速率,分别为3.7、4.7和4.9毫米/年;中国海边界海域平均海平面的上升速率明显高于中国沿岸海域及渤海、黄海和东海。初步认为:1)渤海、黄海和东海及中国沿岸海域平均海平面的上升速率均与同时期的全球水平相当,仅显略高;而南海对整个中国海平均海平面上升速率的贡献率较大;2)近20年来中国海外围海域海平面的上升可能是中国海整体海域海平面上升的主要因素。在研究时段的全球海域内,全球海域平均海平面的上升速率为3.0毫米/年,太平洋、印度洋和大西洋平均海平面的上升速率依次是2.6、4.0和2.8毫米/年;印度洋平均海平面的上升速率高于其它大洋和全球海域。同时计算了全球海域、太平洋、印度洋和大西洋海平面空间标准方差的趋势,其在一定程度上反映了空间海平面分布特征的时间变化;太平洋海平面空间标准方差的趋势高于其它大洋及全球海域水平,其次是印度洋,两者均为正值;大西洋海平面空间标准方差的趋势为负值;说明太平洋和印度洋海平面的空间分布越来越不均匀,而大西洋海平面的空间分布逐渐趋于均匀。首次尝试定义上层海水体积中心,在东西方向上,太平洋上层海水体积中心以3.08度/世纪的速度向西运动,印度洋和大西洋上层海水体积中心分别以0.98和0.60度/世纪的速度向东运动;在南北方向上,全球海域、太平洋、印度洋和大西洋上层海水体积中心均以不同的速度向南运动。初步认为:1)全球海域海平面具有不均匀性,每个海域海平面上升趋势不相同,印度洋平均海平面的上升速率最大;在全球海域内海平面的上升趋势中南半球的上升速率要高于北半球。2)计算空间标准方差的趋势结果显示太平洋和印度洋海平面的空间分布趋于不均匀,而大西洋海平面的空间分布却趋于均匀,揭示了大洋间不同海平面变化的控制机制。3)尝试定义的上层海水体积中心结果显示太平洋和印度洋的上层海水体积中心在东西方向上具有相反的移动趋势,致使西太平洋(暖池附近)海域水体堆积,使周围海域具有较高的上升速率;同时也显示,全球海域及各大洋的上层海水体积中心都向南半球移动,使得南、北半球的水位趋于接近。可见,中国海海平面主要是在全球海域海平面变化的大背景下变化的,由于太平洋和印度洋上层海水体积中心在东西方向上有着相反的移动趋势,致使西太平洋(暖池附近)海域水体堆积,出现较高的上升速率;西太平洋暖池周围海域与中国南海和东海相通,势必导致中国海外围海域海平面的上升,其中,南海及黑潮源区所受影响最大。初步认为,本文所揭示的太平洋和印度洋海平面的变化特征对整个中国海海平面的上升影响极大,不仅是暖池附近海域海平面极高的上升速率所带来的直接影响,更重要的是太平洋和印度洋海平面整体变化趋势对暖池附近海域海平面上升的间接影响。所以,在监测中国沿海海平面变化的同时,必须监测、研究相邻边界海域乃至全球海平面趋势及其机制。
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