世界不思議

如果把海洋上的所有船隻都挪走,海平面將會下降多少?


當你踏入浴缸,會感受到水位的明顯變化,這也是2000多年前阿基米德的靈感。同樣,我們也可以認為,在浩瀚的海洋中,有大量或大或小的船隻,一定是推升了海面,也就是海平面。如果世界上所有的船隻都離開海洋,海平面會下降多少?在談這個問題之前,我們先來了解一下海平面。

在我們的印象中,地球表面是一個巨大的連接器,所有海洋都應該或傾向於具有相同的水位,這是理所當然的。然而事實是,由於風、洋流、河流流量、重力和溫度的變化,海洋不能總是位於同一平面上。也就是說,不同的海洋可能有不同的水面高度,甚至同一水域東西海岸的水面高度也會不同。

為了給地球定義一個參考平面,人們提出了「海平面」的概念,海平面是指一個或多個海洋表面的平均高度。我們所說的海拔是根據海平面測量的。海拔通常在海平面以上,如果低于海平面,就叫深度。測量海平面並不容易。在19世紀,這項工作是用驗潮儀完成的。

早期的驗潮儀比較簡單,基本都是大水管,裡面有浮標,可以隨著水位的變化上下擺動。驗潮儀通常固定在碼頭、混凝土防波堤等固體結構物上,以便長期穩定地記錄數據。每個官方驗潮儀都記錄特定沿海地區的海平面,或者海平面相對於驗潮儀所在陸地的變化。海洋總是飄忽不定的,即使後來驗潮儀提高了很多,它所反映的海洋高度變化還是有很大誤差的。

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直到1992年,NASA發射了波塞冬衛星(T/P衛星),這是一顆利用雷達從太空測量海平面的衛星。它可以測量海平面,精度優於5厘米。到目前為止,波塞冬衛星仍然是定軌精度和測高精度最高的衛星之一。波塞冬衛星收集的數據顯示,從1993年到2017年,全球海平面上升了7厘米。

了解了這個背景後,我們回到最初的問題,如果把海洋中的船隻全部移向陸地,海平面會下降多少?乍一看,這是一個棘手的問題,然而,它並不難,而且只能通過一些簡單的數學運算(體積)來解決。總的來說,全球海軍有1萬多艘,商船5萬多艘,漁船約460萬艘,休閒船3000多萬艘。因此,世界上大大小小的船隻超過3500萬艘,我們假設它們都在海洋上行駛或停靠在海邊。世界上最大的船隻是超級油輪"克內維斯號",滿載排水量為657,019噸。因為我們只估計,不需要精確估計每艘船的排水量,而是假設它們是世界上最大的船。

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如果3500萬艘船有爆震痣那麼大,排水量是3500×657019(萬噸),也就是2.3× 10^13噸。順便說一下,地球海洋中所有水的總重量約為1.4× 10^18噸。可以看出,船舶排放的水與它相差五個數量級,結果預計很小,但我們繼續計算。地球海洋總面積約為3.619億平方公里,2.3× 10^13噸水的體積為2.3×10^4立方公里。

假設所有船舶排放的水均勻分布在地球的海洋表面,所有船舶排放的水的高度為2.3×10^4立方公里除以3.619億平方公里。結果如何呢?大約是6.4×10^-5公里,也就是6.4厘米,和1993年到2017年的上升高度差不多。但是,別忘了,這是以世界上所有船舶的最大排水量來計算的,幾乎所有的船舶都沒有什麼可以與之相比的,所以真實的結果肯定更小,估計只有幾微米,顯然是微不足道的。

在海洋中移動船隻對海平面不會有太大影響,但影響很小。雖然許多船很重,但海洋的面積太大了。另一方面,即使人工將越來越大的船隻投入海洋,海平面也不會上升太多,完全被消化掉。但是你我都知道,全球變暖導致的冰川融化可以做到這一點。當然,這是我們不想看到的。

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