冰雪融化对地球的影响

1、 冰雪融化对地球的影响摘要冰雪融化对地球有着各种各样的影响，其中以海平面上升对人类的生产活动影响最为深远。本文主要根据所找到的相关数据，在合理假设下建立模型，定量分析冰雪融化对地球平均海平面的影响，并定性探讨温度对冰雪融化的影响。我们把此问题分为四个小问题：1、冰雪融化量随时间的变化关系；2、冰雪融化量与温度对海平面年均上升幅度的影响；3、温度随时间变化的关系；4、温度的变化与冰雪融化的相关性。针对第一个问题，我们将冰雪融化分为四大部分：南极冰川融化、北极大陆冰川融化、海冰融化、山地冰川融化。我们通过自己所找数据，用不同函数进行拟合，由最小二乘法确定函数参数，并用相关系数R来检验模型的合理性，

2、分别得到这四个地域冰雪融化与时间的关系针对第二个问题，我们通过问题一所得到的结论，根据152立方千米的冰川融化可使海平面上升0.4毫米的这一事实，通过换算得到该地域中冰川融化使海平面上升的高度。同时，海水热膨胀在海平面上升中占的比重也是非常大的，不可以忽略。我们引进Wiglsy预测的一种模型，海水热膨胀引起的海平面上升高度的表达式为：，根据此公式计算海水热膨胀使海水升高的幅度。针对第三个问题，通过统计多年的年平均温度，分析温度随时间的变化情况，利用合理函数进行模拟，分别得出了全球、南极和北极年平均温度随时间变化的函数模型，并用相关系数R来分析函数拟合的合理性。针对第四个问题，我们通过问题一以及

3、问题二所得到的各地域冰川融化与时间的公式和温度随时间变化的公式，对某一时间段内各地域冰川融化量是否与其温度变化有关进行讨论。我们利用两组数据间的协方差以及线性相关系数来判断二者是否存在相关性，如存在其相关性是否明显。最后，通过解决以上问题，我们会根据此模型中所得到的海平面上升的数据以及冰雪融化量与温度变化的相关性研究，提出我们关于如何应对和抑制海平面上升的相关建议。关键词： 最小二乘法、相关性分析、MATLAB、Wiglsy预测模型、指数函数模拟附：摘要（英文版）The Influence of Melting Glacier on the EarthIntroductionThe melti

4、ng glacier has various influences on the Earth, among of which the sea-level rising has the most far-reaching impact . According to the involved figures which we find form the Internet and other literature of science and technology, our article which based on our rational math-model analyzed the qua

5、litative relationship between melting glacier and the sea-level rising and , at the same time, we explore the qualitative effects of temperature on the melting glacier.We divide this problem into four parts for discussion:(1)The relationship between melting of glacier and time;(2)The impact of the a

6、mount of the melting glacier on the sea-level rising;(3)The relationship between temperature and time;(4)The relevance between temperature and the melting glacier.First Question: we divide the melting glacier into four parts : the melting of South Pole glacier, the melting of the land glacier of Arc

7、tic Pole,the melting of the ice in the sea and the melting of the mountain snow. We use different functions to fit the four parts and take advantage of the Least-square method to define the parameter of the function, at last, we use the correlation coefficient R to test the rationality of the models

8、.Second Question: according to the conclusion of the First Question and the fact that per 152 km3 ice can allow sea-level rising 4mm,we get four functions of sea-level rising in different styles of melting glacier. At the same time, we cant neglect the influence of the thermal expansion of the sea a

9、nd we use a function which Wiglsy put forward to resolve this problem.Third Question: we use rational functions which are based on the figures of the average annual temperature to simulate the temperature trend and get three functions of average annual temperature with time varying of the world, the

10、 Antarctic and the Arctic.Forth Question: according to the four functions we conclude from First Question and the three functions we conclude from Second Question, we use covariance and linear correlation coefficient to estimate the relationship between the amount of the annual melting glacier in di

11、fferent areas and the average annual temperature.At last, we will make some suggestions about how to deal with the sea-level rising and how to slow down the rate of melting glacier, which are based on the predicted value of our model.1 问题的重述1.1问题的背景地球变暖是当前人类面临的最大问题 。地球变暖的结果将使冰川消融，冻土消失，海平面上升，这些现象导致各种

12、自然灾害。英国南极考察站前不久发表的近30年气象数据研究报告表明，南极地区的变暖速度是地球平均变暖速度的3倍。2002年以来，南极冰融化的水导致世界海洋水平面每年大约上升0.4毫米。 北极的情况更糟。格陵兰岛冰川流失的速度在最近5年中加快了一倍。据估计，如果整个格陵兰冰盖融化，全球海面将升高7米，这意味着整个佛罗里达或者孟加拉都沉入海底。如果整个南极冰盖都融化，那将更可怕，届时全球洋面将升高65米。 温度的升高使冰川融化速度加快，冰川融化速度变快导致了地球海平面的加速上升。海平面的上升淹没了沿海低地；海平面的上升削弱了沿海城市的防洪排涝能力；海平面上升导致风暴潮灾加剧、港口功能减弱；海平面的上

13、升导致河流排污困难、盐水入侵、污染供水水源。海平面上升甚至对一些国家居民的日常生活已经产生了重要影响，2001 年，图瓦卢政府宣布对抗海平面上升的努力已告失败，图瓦卢人民在之后的日子里将不得不放弃祖先们世代守望的家园，举国移民到新西兰。在2008 年12 月的波兹南环境会议上，来自世界43 个小岛国家的代表就曾指出，地球气温上升促使海平面上升，这会导致这些国家最终从地图上消失，从而引发全球性问题。海平面的上升对人类生活的影响是举足轻重的。1.2问题的要求寻找相关数据，分析全球变暖、冰川融化和海平面升高等问题，在合理的假设下建立数学模型，拟合该问题的现状和预测未来的发展趋势，并且分析在人为的积极

14、应对下，问题的危害会降低到什么程度。2 条件的假设与符号的约定2.1条件的假设1）把地球看作一个简单规则的对称球体，冰川一融化就会流入大海，并会使全球海平面均匀升高；2）南极、北极各地温度均为平均温度，且各地冰雪均匀融化，各点冰盖厚度相等；3）忽略夏冬季节的气温变化，气温取该地年平均气温；4）若两年间的平均气温相差，则认为其从第一年匀速增长到第二年的气温；5）由于南极大部分为陆地，所以本文所讨论的海冰单指北极海域以及其相邻海域的海冰，北极大陆仅考虑格陵兰岛冰川；6）在本模型中海平面上升仅考虑冰川融化以及海水热膨胀的影响，忽略其他次要因素；7）由于我们的模型预测到2080年，假设格陵兰岛以及山地

15、冰川在此时间范围内不会完全融化。2.2 符号的约定3 问题的分析3.1问题一 冰川的融化速度由于全球的冰川主要分为三个部分，南极，北极以及山地冰川，但北极的大陆冰川融化和海冰融化又有很大的不同，即从北极大陆发生坍塌而进入海洋的冰架并不一定会马上融化为水，故我们将这四个方面分开讨论，分别为：南极年冰雪融化量，北极大陆冰雪融化量，北极海冰融化量以及山地冰川融化量。虽说影响冰川的融化速度的因素有很多，但我们暂且不讨论，我们只是通过研究近年来的冰川融化量与时间的关系，然后再通过函数的拟合，得出每年的融化量与时间的函数关系。对于四个不同部分的操作如下：1）由于南极冰融化量变化较少，所以具体求出两个不同年

16、份南极的冰融化量，然后用用线性函数模拟；2）资料显示，北极大陆冰雪融化量以倍数形式增长，所以由两个不同年份北极大陆的冰融化量，用指数函数模拟；3）通过统计二十三年（1980-2002）海冰剩余数量的面积，用最小二乘法拟合得到线性函数（并对此函数用相关系数R检验合理性），由函数得到海冰每年减少的面积，因此再乘上平均高度可得海冰每年减少量；4）根据三年山地冰川融化量引起的海平面上升高度，由指数函数拟合融化量与海平面上升的函数。3.2问题二 海平面年均上升高度研究海平面的上升中各个因素的贡献，首先是由于全球变暖导致的海水膨胀（因为数值比较庞大，不能忽略），其次是由于冰川的消融，包括南极冰川的消融、北

17、极海冰的消融，格陵兰岛的冰川消融，以及山地冰川的消融。虽说全球各大洋被大陆隔开，但为了便于讨论，我们假设冰川消融一融化即能流入海中，并且造成海平面的上升分布是均匀的。对于两个不同部分的操作如下：1）先由平均每152立方千米的冰融化海平面会上升0.4毫米，算出每年总冰川融化量导致的海平面升高高度；2）海水热膨胀导致的海平面升高值，采用了Wiglsy等提出的一个预测模型，直接得到温度差和海水热膨胀导致海平面升高高度的函数。3.3问题三 温度随时间的变化由于温度会影响南北极的年冰雪融化量，所以有必要研究温度的变化趋势。受温室效应的影响，全球温度在近年来呈缓慢上升的趋势。又因为南北两极的温度变化随全球

18、温度变化并不同步，为了更好地分析南北两极冰雪融化与温度的关系，我们同时也需要分析南北两极的温度变化趋势。该问题的操作如下：1）通过统计四十一年（1961-2001）全球年平均气温，通过最小二乘法得出全球年平均气温随时间变化的函数，并用相关性系数R检验函数的合理性；2）由近几年南北两极温度的变化率，和某一年两极分别的年平均气温，由线性函数分别拟合两极温度随时间变化的函数。3.4问题四 两极冰川融化量与温度的关系我们要分析在人为的积极应对下，冰川消融问题的危害会降低到什么程度，又因为全球变暖的趋势很大程度是由于人类的某些活动所造成的，所以必须要分析冰川融化量与温度的关系。同时根据问题一与问题三的解

19、答过程，我们可以得到温度与时间、年均冰融化量与时间的关系，利用在某一段时间内其相对应的数值来分析其二者的相关程度。该问题操作过程如下：1）统计4年（2002-2005）南极年平均气温和这4年中南极冰川融化量，通过求二者的回归系数和协方差来确定二者的相关程度；2）统计12年（1995-2006）北极年平均气温和这12年中北极大陆冰川融化量，通过求出二者的协方差和相关性系数来确定二者的相关程度；3）统计23年（1980-2002）北极年平均气温和这23年中海冰融化量，通过求出二者的协方差和相关性系数来确定二者的相关程度。4 模型的建立及求解4.1 问题一 冰川的融化速度本模型中，冰雪融化主要讨论四

20、个方面，即南极冰雪融化量、北极格陵岛冰雪融化量、海冰融化量、山地冰川融化量。4.1.1 南极年冰雪融化量由于南极年冰雪融化量数据较少，并且南极整体冰雪融化量的数据较难测，我们针对2002年南极局部冰雪净平衡量进行计算4，并由通过合适的方法估计出南极总体冰川对外的净输出量。并根据2002年到2005年南极平均融化的冰川体积得出南极年冰川融化的预测公式。根据上海师范大学2002年对南极局部冰川融化的测量数据：面积()S积累量()输出量()净平衡()P西南极冰盖合计东南极冰盖合计表一 2002年对南极局部冰川融化统计分别求出两冰盖单位面积冰雪净平衡的范围值（即最大值和最小值），并由这两个冰盖单位面积

21、冰雪净平衡的范围值分别估测南极大陆冰雪总的净平衡范围值：，（i=1,2）由此可以得出的估计区间，由于数据过少我们将这两个估计区间的对应端点值分别相加后除以2，得到一个新的南极大陆冰雪融化的净平衡值的估计区间。我们采用在此区间内随机生成正态分布随机数的方法，来确定此冰雪融化的净平衡值。为了减小正态分布随机数的生成误差，我们取正态随机分布的均值，且根据随机数在给定区间内的生成概率（我们取或者）来求得标准差。然后我们利用MATLAB软件中随机生成正态分布随机数的命令，生成足够多此类型的随机数后取平均值，估测出2002年冰雪融化的静平衡量为立方千米，即融化立方千米的冰雪（由于随机数的生成具有不确定性，

22、所以此数据或许在多次实验下不会相同，在此，我们取第一次软件运行所产生的随机数）。程序如下：function y=ab(m,n)y=n/m*12390000a=1662100;b=5521700;pamax=-34;pamin=-62;pbmax=45;pmin=-1;qamax=ab(a,pamax);qamin=ab(a,pamin);qbmax=ab(b,pbmax);qbmin=ab(b,pbmin);max=mean(qamax,qbmax);min=mean(qbmin,qamin);u=mean(max,min);p=(max-u)/3;mean(mean(normrnd(u,p,

23、100,100)（由于随机数生成无规律，所以在此不列举显示结果） 由于2002年到2005年间，南极年平均冰雪融化量为152立方千米。我们假设第2003.5年时，其所融化的冰川为152立方千米。因为短时间内，南极冰雪融化量变化并不显著，所以我们假设其年均融化量与时间的函数为一次线性函数方程，并求出其函数方程为：由于平均每152立方千米的冰融化海平面会上升0.4毫米，所以我们得出与时间的关系式：。4.1.2 北极大陆年冰雪融化量由于北极大陆主要是格陵兰岛，所以在此我们假设北极大陆的冰雪融化总量全部来自于格陵兰岛。根据人民网2006年2月11日的文章中所提供的数据，我们得到在1995年时，格陵兰岛

24、融化冰雪的总量为27立方千米，而在2006年时，格陵兰岛融化冰雪的总量则达到58立方千米5。并且通过查阅大量资料，我们得知，格陵兰岛冰雪的融化量在近几年来以倍数的形式增长。于是我们假设格陵兰岛冰雪融化速度与时间成指数增长关系。并且根据指数型数据的特点，我们将58与27的几何平均数定义为指数分布的均值的倒数，并且根据已知的两点坐标，以及指数分布的一般形式，通过软件计算，可以得到格陵兰岛年均融化冰雪量与时间的关系： 由于平均每152立方千米的冰雪融化会使海平面升高0.4毫米，我们可以得到北极大陆冰雪融化海平面上升高度与时间的关系： 4.1.3 海冰年融化量大部分海冰都是从北极格陵兰岛以及其他岛屿掉

25、落入海而形成的，它们总体分布在北冰洋、北大西洋、北太平洋和洋中区。在此我们对以上四个海域通过调查数据对海冰所占海域面积进行统计。分析计算北极海冰面积时，密集度大于15的计入格点有效面积7。所得数据如下6： 对于北冰洋、北大西洋、北太平洋和洋中区，我们将其冬季和夏季海冰数目相加后取平均值作为其年平均海冰面积。经过统计，我们将以上五个海域相关年份的年海冰平均值相加得到海域总的海冰数量并列出表格如下：年份198019811982198319841985总量（）115.745116.215116.04114.04110.745111.625年份198619871988198919901991总量（）1

26、14.965115.575115.655115.74112.77111.72年份199219931994199519961997总量（）113.73113.14113.725112.95112.565114.795年份19981999200020012002总量（）114.365113.46111.865111.905112.82表二 年总的海冰数量由表格数据，可以很明显看出，海冰面积随时间变化可能呈线性关系。于是我们将时间与海冰所覆盖海域的面积用最小二乘法拟合，得到线性回归系数，由此得到线性回归方程为：。 对此模型进行检验：对最小二乘法的拟合结果进行检验，引入相关系数R，并对相关系数R进行检

27、验（R表示两变量之间的函数关系与线性函数的符合程度）。定义：求出，所以y和t直接有良好的相关程度，海冰融化量与时间模型合理。根据此线性回归方程，我们不难求出每两年间海冰所覆盖海域面积减少了平方千米，同时在分析计算北极海冰面积时，密集度大于15的计入格点有效面积，且海冰浮在水面上的平均高度为5米，仅占海冰总高度的十分之一。所以由以上条件可以算出海冰年平均减少量为：（立方千米）。由于平均每152立方千米的冰雪融化会使海平面升高4毫米，我们可以得到海冰融化使海平面上升的高度（毫米）。由于海冰面积逐年降低过少，所以我们将其减少量视为定值。4.1.4 山地冰川年冰雪融化量由于山地冰川分布较为广泛，且各地

28、山地冰川融化所受影响的因素各不相同。因此，我们只对全球山地冰川的总冰雪融化量进行估计，并不深入研究是何具体因素导致山地冰川溶解速度过快。通过查阅资料9，我们得到从年到年这四十年中，山地冰川会使海平面升高的高度在之间，并且1990年山地冰川融化量使海平面升高大致在0.6mm左右，于是我们根据此范围估计，假设如果一直维持1990年的冰川融化速度不变，则到2030年山地冰川基本上会使海平面升高2.4cm，正好是估计值的最小预期值。所以我们基于此假设基础上，假设2030年山川冰川会使海平面增加1.0mm，由于1996年，山地冰川使海平面上升0.64mm，根据1990、1996年海平面上升幅度以及203

29、0年的估计值，不难看出其上升幅度逐年加大，因此我们假设其使海平面的上升高度与时间的函数为指数函数，由于其为指数函数且时间区间为，我们不妨假设其几何平均数为此指数函数的均值。根据以下数据年份199019962030海平面上升高度06mm0.64mm1.0mm表三 山地冰川使海平面上升高度与时间的图表和指数函数的一般形式，利用1990年和1996年的数据，通过软件计算得到山地冰川的冰雪融化量对海平面的影响函数：将2030年数据代入此模型进入检验得到：与估计值几本无误差。此式即为4.2 问题二 海平面年均上升高度 影响海平面上升的主要因素有南极冰川融化、北极大陆冰川融化、高山冰川融化、海冰融化以及海

30、水热膨胀。 4.2.1 冰川融化量导致的海平面上升高度在问题一中，我们已经分别详细的讨论了以上前四个因素对海平面的影响，并分别得到了这4个因素对海平面影响随时间变化的函数模型，即： 4.2.2 海水热膨胀导致的海平面上升高度海水热膨胀与许多因素相关，诸如温度、压强、海水的热扩散系数等。这里采用Wiglsy等提出的一种预测方法8。设表示由热膨胀引起的海平面上升高度（以cm为单位），表示全球平均气温的变化量，表示海洋的热扩散系数，则由海水热膨胀引起的海平面上升高度的表达式为：根据未来海平面上升的预测模型J（来自海洋通报，1997，16(4)：3-11），的值取范围为，这里取。 4.2.3 海平面年

31、上升高度由以上几条，我们可以得出每年海平面上升高度表达式为： （其中表示全球平均气温的变化量，为热传散系数）用MATLAB模拟此函数并求出2000年到2040年年均海平面上升值。程序如下：function y=sealevel(t)y=(1.1537*t-2159.4)/152*0.4+(39.5727*exp(-(-0.7817/11*t+142.1543)/152*0.4+117.45/152*0.4+0.7746*exp(-0.7746*(2010.5-t)/59.1447)+68.9*0.0148*30.221n=2000:2040;y=sealevel(n);y = Columns

32、1 through 11 2.7749 2.7943 2.8144 2.8352 2.8567 2.8790 2.9022 2.9263 2.9514 2.9775 3.0047 Columns 12 through 22 3.0331 3.0627 3.0937 3.1261 3.1600 3.1955 3.2328 3.2719 3.3131 3.3563 3.4018 Columns 23 through 33 3.4498 3.5004 3.5537 3.6100 3.6695 3.7324 3.7990 3.8695 3.9441 4.0233 4.1073 Columns 34 t

33、hrough 41 4.1964 4.2910 4.3916 4.4985 4.6122 4.7332 4.8620 4.9991Plot(y,n) 图11 时间t（年）与海平面年上升高度（mm）的关系4.3 问题三 温度随时间的变化 4.3.1 全球温度随时间的变化规律受温室效应的影响，全球温度在近年来呈缓慢上升的趋势。通过查找资料10，1961年至2001年气温柱状图如下：图12 1961年至2001年气温柱状图由此我们根据各年的温度将其绘制成折线图：图13 1961年至2001年气温折线图可以很明显看出从1965年开始温度呈明显的上升状态，由此我们利用最小二乘法来拟合此温度曲线，得到温度

34、与时间的关系方程为： ；可见全球平均每年上升0.0148度。对此模型进行检验：可根据原始数据在EXCLE中求出：对最小二乘法的拟合结果进行检验，引入相关系数R，并对相关系数R进行检验（R表示两变量之间的函数关系与线性函数的符合程度）。得到，所以T和t直接有良好的相关程度。温度与时间模型合理。4.3.2 南极年平均气温随时间的变化规律南极人迹罕至，常年气温在零下80度到0度之间。根据2000年科考人员对南极年平均气温的调查，我们得到2000年南极年平均温度为零下25度左右，而南极气温在近几年中以每年0.5度到0.7度的速度增长。我们根据以上两点信息构造南极年平均气温与时间变化的线性函数：并由此线

35、性函数来估计南极一直到2030年的气温变化情况。4.3.3 北极年平均气温随时间的变化规律北极平均气温相对于南极较高，但在一年中的大部分时间也是处于0度以下。2005年北极地区夏季的平均气温为5.1度，冬季平均气温为零下17.1度，年平均气温为零下5.1度。且根据近几年北极气温的变化规律，平均每年气温升高0.04度，得到北极年平均气温与时间变化的线性函数：并由此线性函数来估计北极一直到2030年的气温变化情况。4.4问题四 两极冰川融化量与温度的关系4.4.1 温度对南极冰川融化的影响由于南极温度数据过少，只取2002年至2005年间的相关数据进行研究。根据南极温度公式可以求出2002年至20

36、05年南极的平均气温变化情况，并且根据南极冰川融化量的估计公式，可以求出2002年至2005年南极年平均融化量的估计数据。我们用冰川年融化量关于气温变化的回归系数、两者间的协方差来判断此两组数据的相关性。具体运算过程以及结果如下：function y=south(t)y=0.06*t-145function y=southm(t)y=1.1537*t-2159.4t=2002:2005;x=south(t);y=southm(t);p=cov(x,y);q=cov(x,y)/cov(x)两者的协方差为：0.1154 回归系数为：19.3333由此可判断南极冰融化与温度呈正相关，由于南极长期处于

37、过低温度之下，所以其南极冰盖融化随温度变化不是很明显，故协方差较小。4.4.2 温度对北极大陆冰川融化的影响由于北极温度数据过少，只取1995年至2006年间的相关数据进行研究。根据北极温度公式可以求出1995年至2006年北极的平均气温变化情况，并且根据北极大陆冰川融化量的估计公式，可以求出1995年至2006年北极大陆年平均融化量的估计数据。我们用冰川年融化量和气温变化的相关性系数以及两者间的协方差来判断此两组数据的相关性。具体运算过程以及结果如下：function y=north(t)y=0.04*t-85.3function y=indexi(x)y=39.5727*exp(-(-0.

38、7817/11*x+142.1543)t=1995:2006;x=north(t);y=north(t);cov(x,y);corrcoef(x,y);两者的协方差：1.5014 两者的相关性系数：0.9942由此可判断，北极温度与北极大陆冰川融化具有强烈的相关性。且随温度的升高，北极冰川的溶解度也会大大增加。4.4.3 温度对海冰融化的影响取1980年至2002年间的相关数据进行研究。根据北极温度数据可以求出1980年至2002年北极的年平均温度， 并根据1980年至2002年所统计海域海冰每年的面积统计，求出二者的协方差以及线性相关系数。具体运算过程以及运算结果如下：function y=

39、north(t)y=0.04*t-85.3t=1980:2002; y=115.745 116.215 116.04 114.04 110.745 111.625 114.965 115.575 115.655 115.74 112.77 111.72 113.73 113.14 113.725 112.95 112.565 114.795 114.365 113.46 111.865 111.905 112.82； x=north(t); cov(x,y);corrcoef(x,y)两者间的协方差为：-0.1921 相关系数：-0.4354由于温度升高，海冰减少，所以二者间的协方差以及相关系

40、数均为负值。但是考虑到海冰所分布海域过大，海水比热容较高，气温的上升并不会使海水的温度有明显的上升，所以海冰的消融受温度影响并不是十分明显。并且在部分海域中海冰的数量的多少也与其他因素有关（比如北部西风异常会使海冰增多），这些因素都会对海冰的数量产生巨大的影响，相对而言温度对其影响相对较弱。5 模型结果分析5.1 海平面上升影响冰川融化所造成的海平面上升已经成为了我国乃至全球共同关注的一个话题。海平面上升不仅将淹没地势比较低的沿海城市，它还会带来一系列的自然灾害影响我们的生活。例如海平面上升导致的风暴潮频率和强度加强，并且此频率与海平面上升幅度呈指数关系；在各种海岸侵蚀因素中，海平面上升的影响

41、占相当大的比重；同时在海平面上升引起的潮滩损失中，盐沼面积的减少和质量的退化是最严重的损失。以上由于海平面上升而带来的各种影响给我们的现实生活添加了不同程度的困扰。根据我们所建立的模型显示的结果（如图14），从2000年起，2020年海平图14 海平面上升预测图（y轴单位为mm）面将上升6.3562cm；2030年海平面将上升10.00922cm；2050年海平面将上升20.46821cm；2060年海平面将上升29.37528cm，并且在2067年海平面上升总量将突破40cm；2070年海平面将上升44.03940cm；在2073年海平面上升幅度将突破50cm，更为可怕的是在2080年海平面

42、上升量将达到70.21423cm。那这些数据意味着什么呢？根据资料数据显示，若海平面上升40cm，目前50年一遇的风暴潮将变为10年一遇，100一遇的风暴潮位将变为20年一遇；当海平面上升达到50cm时全国16个主要港口，除营口、秦皇岛、石臼所及北仑港等港口外，其余港口均不同程度受淹；若海平面上升60cm，则珠江三角洲将有74%（4600平方千米）和89%（5500平方千米）的土地分别处于一般大潮高潮位和最高潮位之下。长江三角洲和新、老黄河三角洲的形式也大致如此11。5.2 应对海平面上升对城市影响的对策由于海平面的上升对人类会造成很多的灾难，所以基于我们建立的这个模型，我们提出了一些防御海平

43、面上升的对策：1）改善能源利用结构, 控制温室气体的排放量。自工业革命以来, 由于人类活动（使用化石燃料、改变土地利用）方式等的影响,造成的温室效应加快了地球变暖的速度。因此, 要改善城市能源利用结构, 尽量提高核能、太阳能等清洁能源在能源利用结构中的比重, 减少城市热源及其散热量, 控制温室气体的排放量，这样能放缓地球变暖的速度，防御海平面的上升。2）限开采地下水, 严格控制地面沉降。随着尤其是特大城市和大城市的人口聚居效应不断增强, 工农业生产和人民生活用水需求不断增加, 加上以前对地下水资源的模糊认识, 导致对地下水的过量开采, 引起区域性地面沉降。若海平面上升，城市又出现地面性沉降，则

44、沿海城市可能会出现被湮灭的局面。3）建立、健全海平面变化监测系统, 为科学预测未来海平面变化提供基本数据。4）加强海岸及人海河流沿岸防御工程建设, 提高抵御洪水和风暴潮的能力。现有海堤标准普遍较低, 几乎每年都有风暴潮灾发生, 造成重大损失。唯一可行的办法是加高加固现有海堤, 提高其防洪抗灾标准, 并在无海堤而又需要保护的地方建设新海堤。5.3 如何应对温室效应，减少冰川融化海平面上升会给我们的生活带来如此之大的影响，根据我们所建立的模型，在2060年至2080年之间，海平面会大幅上升，这意味着，我们如果不改变现状，任由海平面如此上涨，我们的家园可能将会被海水淹没，沉浸在冰冷的海底。在模型中，

45、温度对海平面的上升起到了至关重要的影响，尤其是在影响山地冰川和北极大陆冰川融化方面尤为突出，因此我们必须要通过控制温度的上升来减少全球每年冰川融化量，从而控制海平面的上升趋势。虽然迄今为止，我们无法提出有效的解决温室效应和全球变暖的对策，但是退而求其次，至少应该想尽办法努力抑制温室气体排放量的增长，不可听天由命任凭发展。首先，暂订2050年作为目标。如果按照目前这种情势发展下去，综合各种温室效应气体的影响，预计地球的平均气温届时将要提升两度以上。一旦气温发生如此大幅提升，地球的气候将会引起重大变化。 因此为今之计，莫过於竭尽所能采取对策，尽量抑制上升的趋势。目前国际舆论也在朝此方向不断进行呼吁

46、，而各国的研究机构亦已提出各种具体的对策方案。我们应该在以下这些方面努力：全面禁用氟氯碳化物；落实保护森林的对策方案；改善汽车使用燃料的状况；改善其他各种场合的能源使用效率；对石化燃料的生产与消费，依比例纳税；鼓励使用天然瓦斯作为当前的主要能源；鼓励使用太阳能；主动积极开发清洁的替代能源。附产生“图14”的程序：function y=sealevel(t)y=(1.1537*t-2159.4)/152*0.4+(39.5727*exp(-(-0.7817/11*t+142.1543)/152*0.4+117.45/152*0.4+0.7746*exp(-0.7746*(2010.5-t)/59

47、.1447)+68.9*0.0148*30.221n=2000;p=2000; m=sum(sealevel(n);while p<=2080p=p+1;n=n p;q=sum(sum(sealevel(n);m=m q;endplot(n,m)6 模型的评价和改进6.1模型的优点：1）问题一考虑的因素比较全面，把地球的总冰雪融化量分为四个部分：南极冰雪融化量、北极大陆冰雪融化量、北极海冰融化量和山地冰川融化量，比较详尽的分析了地球冰川的变化以及其对海平面的影响，使得模型更加符合实际，更有现实意义。2）问题二在分析海平面升高的因素中，采用了前人比较科学的结果，引入比例系数，使得海水膨胀和

48、南北极冰川融化等对海平面的影响更有真实性。3）问题三在分析全球温度变化和南北极温度变化中，采用了近四十多年的世界平均气温，用最小二乘法去线性模拟，并由南北极温度变化和全球温度变化的相关性，推导出南北极的变化情况，具有一定的科学意义。4）本模型简单易懂，容易操作，对指导人类活动有一定的现实意义，并且容易推广和进行更深入的研究。6.2模型的缺点：1）由于地球构造的复杂性和气温变化的多样性，本模型不得不忽略很多次要的因素，例如世界各地的地势不同、南北极各点温度差异等，这些都影响模型本身的真实性，使得模型存在固有误差。2）由于南极、北极年平均气温和年冰雪融化量的可用数据比较少，所以很多问题的分析欠全面，也使模型的数据分析以函数拟合中存在一定的误差，影响模型的预测结果。3）由于所讨论冰川类型较复杂，本模型只讨论了温度对冰川的影响，忽略了其他因素对其影响。6.3模型