如果把世界上所有的船全部拖上岸,海平面会下降多少米?
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通常所说的海平面 , 是指全球海洋的海面平均高度 , 我们一般都会认为 , 因为地球表面所有的海洋都是互通的 , 所以不管在地球上的哪个海域 , 其海面高度都差不多 , 但实际情况却并非如此 。
由于海洋会受到很多因素的影响 , 例如洋流、潮汐、大气压、风力、不同海域的重力差异、海水的盐度和温度等等 , 因此对于地球表面不同区域的海洋而言 , 它们的海面高度差异是很明显的 , 以至于在同一时刻 , 地球表面不同海域的海面高度可以相差上百米 。
【如果把世界上所有的船全部拖上岸,海平面会下降多少米?】上图描述了地球的“大地水准面”(Geoid) , 需要注意的是 , 为了直观地表现出“大地水准面”的起伏 , 这张图其实是做了非常夸张的处理 , 因为图中描述“大地水准面”的单位是米 , 而地球的半径则高达6千多公里 , 如果按实际比例来绘制的话 , 在这么小的图片中根本就看不出“大地水准面”的起伏 。
总而言之 , 从整体上来看 , 地球海洋的海面其实是“凹凸不平”的 , 正是因为如此 , 在过去的很长一段时间里 , 人们都无法精确地测量出全球海洋的海面平均高度 , 直到20世纪90年代 , 卫星雷达探测技术才可以让人们对海平面进行高精度的测量 。
上图为1993年至2021年的卫星数据 , 可以看到 , 地球的海平面在这段时间里一直在上升 , 平均每一年上升大约3.4毫米 。 显而易见的是 , 这对于人类而言并不是什么好消息 , 所以海平面的上升也受到了越来越多的关注 。
考虑到世界上的船只众多 , 并且绝大多数都在海洋里 , 从理论上来讲 , 这些船只对海平面的上升应该存在着一定的影响 , 于是我们就有了一个异想天开的问题:假如把世界上所有的船全部拖上岸 , 海平面会下降多少米呢?其实这是可以计算的 。
当一艘船漂浮在海面上的时候 , 我们可以认为它受到了两个力的作用 , 一个是重力 , 另一个是浮力 , 并且这两个力是相等的 , 根据阿基米德原理 , 浸入水中的物体所受到的浮力 , 等于该物体排开的水的重量 , 因此可以说 , 船排开的水的重量与船的重量是相等的 。
从物理学的角度来讲 , 重量是物体所受到的重力大小的度量 , 其单位是牛顿 , 这与质量有着本质上的区别 , 不过在地球表面 , 重量和质量是等值的 , 通常来讲 , 我们将质量为1千克的物体在地球表面的重量称为1千克重 。 因此我们只需要知道世界上所有的船的总重量 , 以及地球海洋的总面积 , 就可以计算出上述问题的答案 。
统计数据表明 , 截至2021年末 , 世界上约有6万多艘商用船只、1万多艘军用舰船、460万艘渔船以及大约3000万艘其他用途的船只 , 所有船只满载时的总重量约为3万亿千克 , 考虑到这些船只不可能全部都在海洋之中 , 以及它们不可能全部都是满载情况 , 因此一般认为 , 地球海洋中所有船只的总重量约为2.15万亿千克 。
因为在地球表面 , 重量和质量是等值的 , 所以这些船只的总排水量也就是2.15万亿千克 , 海水的平均密度介于1020千克/立方米与1030千克/立方米之间 , 为方便计算 , 我们不妨粗略取值为1000千克/立方米 , 据此可以得出 , 这些船只的总排水量为21.5亿立方米 , 也就是2.15 x 10^9立方米 。
另一方面来讲 , 地球海洋的总面积约为3.61亿平方公里 , 也就是3.61 x 10^14平方米 , 简单计算后就可以得出 , 如果将21.5亿立方米的水平铺在3.61亿平方公里的面积上 , 那么水的厚度就大约为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 , 那么海平面就会下降大约6微米 。 要知道人类头发的平均直径一般都在60至90微米之间 , 也就是说 , 这个下降幅度差不多只有人类头发直径的10分之1 , 毫不夸张地讲 , 即使是现代卫星也无法探测到如此细微的变化 。
由此可见 , 人类的船只在地球的海洋中有多渺小 , 反过来讲 , 我们也可以看到地球海平面的上升规模有多巨大 。 科学界普遍认为 , 海平面上升的主要原因就是全球变暖 , 而这与人类的活动密切相关 , 所以如何应对全球变暖 , 是地球上所有人类都应该正视的一个问题 。
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