本 小节 根据冰 水体 积关系 建 立 了三 个 初等 模 型［ ４］来预 测 北 极 冰雪 融 化 对 佛罗里 达海 岸可能 造成 的影响。 第一个模型是常温模型———在极地温度不变的 假设下， 运用冰雪和水的体积比， 计算了极地冰雪融化所增加的淡水量， 并因 此得到 海平 面的上 升幅 度。 第二个模型是变温模型， 该模型是在常温模型的基 础上， 根据美国国家海洋和大气管理局 （Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｃｅａｎｉｃ ａｎｄ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ａｄ-ｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ， ＮＯＡＡ） 在 ２００８ 年的结论， 分别计算了最坏和最好两种情形下北 极冰雪 融化 所导致 的海 平面上 升幅 度。 第三个模型是海洋体积膨胀模型， 该模 型在变 温模 型的基 础上， 又考虑了海水的热膨胀， 根据热胀冷缩原理计算了全 球温度 升高 所导致 的海 平面上 升幅 度。 最后通过求解所建立的模型， 详细讨论 了极地 冰雪 融化对 佛罗 里达 州基 韦 斯特 （Ｋｅｙ Ｗｅｓｔ）、 迈阿密 （Ｍｉａｍｉ）、 代托 纳比奇 （Ｄａｙｔｏｎａ Ｂｅａｃｈ） 和坦帕 （Ｔａｍｐａ） 四个城市的具体影响。
一、 极地冰雪
极 地冰 雪分成 以下 两类：
① 海冰， 例如北极的冰盖。
② 陆地淡水冰雪， 主要分布在格陵兰岛和南极大陆。
因 为海 冰漂浮 在海 面上， 所以海冰的融化对海面的影响是非常小的。 众所 周知， 海水和固体冰的密度分别是 １ ０２６ ｋｇ ／ｍ３ 和９１９ ｋｇ ／ｍ３， 根据阿基米德 定律， 这些海冰约有 １０％的体积露在海面以上。 所以， 如果这些海冰全部融 化并注 入海 洋， ９０％体积的海冰融水将弥补由于海冰融化所造成的海水体积减 小， 只有 １０％体积的海冰融水被用来增加海水总量， 进而抬升海平面， 当然，
这对全 球海 平面的 抬升 作用是 非常 有限的。
1 1畅3 问题的数学模型与结果分析 2
虽 然海 冰融化 对全 球海平 面的 抬升作 用有 限， 但是当这些海冰全部融化之
球的气 温正 在升高， 因此下一个模型将考虑温度变化 （升高） 对极地冰雪消
半球。 有鉴于此， 假定北半球的陆地冰雪融水有一半留在了北半球的海洋。
有 下面 几个因 素导 致海洋 变暖。
① 全球大气温度的升高将导致海水变暖。
② 由于极地冰雪的融化， 冰雪对阳光的反射越来越少， 这意味着海洋将 比以前 吸收 更多来 自太 阳的热 量。
③ 越来越多的二氧化碳将被海水吸收。
在 海洋 深度达 到２１５ ｍ 以下， 巨大的压力和阳光的缺乏抵消了海水温度的 上升效 应。 这意味着温度的上升只能使最上面 ２１５ ｍ 范围的海水膨胀。 １５ ℃ 时水的 热膨 胀系数 是２×１０－４Ｋ－１。 水的膨胀体积可以由下面的公式计算
Vｃｈａ ｎｇ ｅ＝VｓｔａｒｔBTｃ ｈａ ｎｇｅ
式中： Vｓｔａ ｒｔ———初始体积；
Vｃ ｈａ ｎｇｅ———体积的变化量；
B———水的热膨胀系数；
Tｃ ｈａ ｎｇｅ———温度的变化量。
再 除以 全球海 洋表 面积， 可以得到， 在未来 ５０ 年， 海水膨胀将导致海平 面最少 上升２ ｃｍ， 最多上升 １２畅５ ｃｍ （见图 １－２２）。
图１－２２ 海洋体积膨胀模型的结果
（ 图 片 来 源 文献 ［ ４］ ）
综 合前 面３ 个模型的结果， 在未来 ５０ 年， 佛罗里达周围的海平面将上升 １２ ～３６ ｃｍ。
三、 对佛罗里达海岸的影响
海 平面 的升高 对佛 罗里达 各海 岸城市 的影 响是不 同的。 １畅基韦斯特
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2 第1 章 冰盖融化问题
基 韦斯 特 （Ｋｅｙ Ｗｅｓｔ） 是所选的佛罗里达四个海岸城市中地势最低的， 平