通常所說的海平面,是指全球海洋的海面平均高度,我們一般都會認(rèn)為,因?yàn)榈厍虮砻嫠械暮Q蠖际腔ネǖ?,所以不管在地球上的哪個海域,其海面高度都差不多,但實(shí)際情況卻并非如此。 由于海洋會受到很多因素的影響,例如洋流、潮汐、大氣壓、風(fēng)力、不同海域的重力差異、海水的鹽度和溫度等等,因此對于地球表面不同區(qū)域的海洋而言,它們的海面高度差異是很明顯的,以至于在同一時刻,地球表面不同海域的海面高度可以相差上百米。 上圖描述了地球的“大地水準(zhǔn)面”(Geoid),需要注意的是,為了直觀地表現(xiàn)出“大地水準(zhǔn)面”的起伏,這張圖其實(shí)是做了非??鋸埖奶幚?,因?yàn)閳D中描述“大地水準(zhǔn)面”的單位是米,而地球的半徑則高達(dá)6千多公里,如果按實(shí)際比例來繪制的話,在這么小的圖片中根本就看不出“大地水準(zhǔn)面”的起伏。 總而言之,從整體上來看,地球海洋的海面其實(shí)是“凹凸不平”的,正是因?yàn)槿绱?,在過去的很長一段時間里,人們都無法精確地測量出全球海洋的海面平均高度,直到20世紀(jì)90年代,衛(wèi)星雷達(dá)探測技術(shù)才可以讓人們對海平面進(jìn)行高精度的測量。 上圖為1993年至2021年的衛(wèi)星數(shù)據(jù),可以看到,地球的海平面在這段時間里一直在上升,平均每一年上升大約3.4毫米。顯而易見的是,這對于人類而言并不是什么好消息,所以海平面的上升也受到了越來越多的關(guān)注。 考慮到世界上的船只眾多,并且絕大多數(shù)都在海洋里,從理論上來講,這些船只對海平面的上升應(yīng)該存在著一定的影響,于是我們就有了一個異想天開的問題:假如把世界上所有的船全部拖上岸,海平面會下降多少米呢?其實(shí)這是可以計(jì)算的。 當(dāng)一艘船漂浮在海面上的時候,我們可以認(rèn)為它受到了兩個力的作用,一個是重力,另一個是浮力,并且這兩個力是相等的,根據(jù)阿基米德原理,浸入水中的物體所受到的浮力,等于該物體排開的水的重量,因此可以說,船排開的水的重量與船的重量是相等的。 從物理學(xué)的角度來講,重量是物體所受到的重力大小的度量,其單位是牛頓,這與質(zhì)量有著本質(zhì)上的區(qū)別,不過在地球表面,重量和質(zhì)量是等值的,通常來講,我們將質(zhì)量為1千克的物體在地球表面的重量稱為1千克重。因此我們只需要知道世界上所有的船的總重量,以及地球海洋的總面積,就可以計(jì)算出上述問題的答案。 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,截至2021年末,世界上約有6萬多艘商用船只、1萬多艘軍用艦船、460萬艘漁船以及大約3000萬艘其他用途的船只,所有船只滿載時的總重量約為3萬億千克,考慮到這些船只不可能全部都在海洋之中,以及它們不可能全部都是滿載情況,因此一般認(rèn)為,地球海洋中所有船只的總重量約為2.15萬億千克。 因?yàn)樵诘厍虮砻?,重量和質(zhì)量是等值的,所以這些船只的總排水量也就是2.15萬億千克,海水的平均密度介于1020千克/立方米與1030千克/立方米之間,為方便計(jì)算,我們不妨粗略取值為1000千克/立方米,據(jù)此可以得出,這些船只的總排水量為21.5億立方米,也就是2.15 x 10^9立方米。 另一方面來講,地球海洋的總面積約為3.61億平方公里,也就是3.61 x 10^14平方米,簡單計(jì)算后就可以得出,如果將21.5億立方米的水平鋪在3.61億平方公里的面積上,那么水的厚度就大約為0.000006米,也就是6微米。 所以答案就是,如果把世界上所有的船全部拖上岸,那么海平面就會下降大約6微米。要知道人類頭發(fā)的平均直徑一般都在60至90微米之間,也就是說,這個下降幅度差不多只有人類頭發(fā)直徑的10分之1,毫不夸張地講,即使是現(xiàn)代衛(wèi)星也無法探測到如此細(xì)微的變化。 由此可見,人類的船只在地球的海洋中有多渺小,反過來講,我們也可以看到地球海平面的上升規(guī)模有多巨大??茖W(xué)界普遍認(rèn)為,海平面上升的主要原因就是全球變暖,而這與人類的活動密切相關(guān),所以如何應(yīng)對全球變暖,是地球上所有人類都應(yīng)該正視的一個問題。 好了,今天我們就先講到這里,歡迎大家關(guān)注我們,我們下次再見。 |
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