如果把世界上所有的船全部拖上岸,海平面會下降多少米?

通常所說的海平面,是指全球海洋的海面平均高度,我們一般都會認為,因為地球表面所有的海洋都是互通的,所以不管在地球上的哪個海域,其海面高度都差不多,但實際情況卻并非如此。

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「大地水準面」(Geoid),需要注意的是,為了直觀地表現出「大地水準面」的起伏,這張圖其實是做了非常夸張的處理,因為圖中描述「大地水準面」的單位是米,而地球的半徑則高達6千多公里,如果按實際比例來繪制的話,在這麼小的圖片中根本就看不出「大地水準面」的起伏。

總而言之,從整體上來看,地球海洋的海面其實是「凹凸不平」的,正是因為如此,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90年代,衛星雷達探測技術才可以讓人們對海平面進行高精度的測量。

上圖為1993年至2021年的衛星數據,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麼好消息,所以海平面的上升也受到了越來越多的關注。

考慮到世界上的船只眾多,并且絕大多數都在海洋里,從理論上來講,這些船只對海平面的上升應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?其實這是可以計算的。

當一艘船漂浮在海面上的時候,我們可以認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,這與質量有著本質上的區別,不過在地球表面,重量和質量是等值的,通常來講,我們將質量為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,就可以計算出上述問題的答案。

統計數據表明,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,因此一般認為,地球海洋中所有船只的總重量約為2.15萬億千克。

因為在地球表面,重量和質量是等值的,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,為方便計算,我們不妨粗略取值為1000千克/立方米,據此可以得出,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平方公尺,簡單計算后就可以得出,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,那麼水的厚度就大約為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,那麼海平面就會下降大約6微米。要知道人類頭髮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髮直徑的10分之1,毫不夸張地講,即使是現代衛星也無法探測到如此細微的變化。

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模有多巨大。科學界普遍認為,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,所以如何應對全球變暖,是地球上所有人類都應該正視的一個問題。

用戶評論