作者：廖晶
单位：中国地质调查局青岛海洋地质研讨所
咱们日子的地球上海洋占有了大约71%的面积。一般咱们都以为全球海面相同高的，但全球海平面真的相同高吗？最近的研讨标明：海洋外表和陆地相同也存在凹凸不同，而且首要受重力影响。
在澄清这样的一个问题之前，咱们先了解几个根本概念：地球的形状、大地水准面、参阅椭球体。
地球的形状：地球挨近一个正球体，是一个南北极稍扁、赤道略鼓的不规矩球体。
海水 椭球体 重力方向 实践地势 大地水准面 大地水准面相关于椭球体的崎岖
大地水准面、参阅椭球体与实践地势地相对联系
大地水准面：假定海平面（如图）向陆地（如图）延伸，终究构成一个环绕地球的曲面，在这个面上海水是停止不活动的，面上的所有点都具有相同的重力（如图），称该曲面为水准面。咱们把与平均海平面最挨近的闭合曲面，称为大地水准面（如图），地球的形状也即大地水准面所围住的地球形体。
参阅椭球体：因为地球引力巨细和其内部质量散布有关，因而大地水准面其实便是有一个崎岖且不规矩的曲面，在杂乱曲面上进行丈量作业是十分困难的。为了处理这样的一个问题，选取一个外表十分挨近大地水准面的规范几许形体来替代，一般选取适宜的椭圆绕其短轴旋转一周得到椭球体，其外表又称为参阅椭球面（如图）。大地水准面的地势崎岖是指相关于参阅椭球体的违背值（如图）。
地球的重力场取决于地球内部质量的散布，因为岩浆、山脉及深海海沟的不均匀散布，地球的重力场并非处处均匀，比如在海底山脉处重力值高，在深海海沟处重力值低，相应的海平面将依据重力值而升高或下降。在大洋中，大地水准面根本代表了平均海平面，因而全球海平面是否相同高的问题变成了全球大地水准面是否相同高的问题。
当存在正重力反常（质量过剩）时，大地水准面高于参阅椭球面，也即海水在较大重力效果下集合于某处，使得该处的海平面高于平均海平面；当存在负重力反常（质量亏本）时，大地水准面低于参阅椭球面，也即海水在向周围分散，使得该处的海平面低于平均海平面（如图）。尽管大地水准面一直是一个重要的概念，但直到20世纪末卫星大地丈量的鼓起，才被高精度的丈量。
众所周知，地球的最高峰珠穆朗玛峰（+8843米）和最深的海沟马里亚纳海沟（-11034米）的高差近2万米，但依据最新卫星丈量数据核算得出：大地水准面的最大偏移量为+85米（新几内亚以东）到-107米（印度南部），一共不到200米。大地水准面尽管崎岖到达200米，可是相较于地球6000余千米的半径来说，其崎岖可彻底疏忽，因而地球仍能够看作一个正球体。
一般来说大地水准面（地球重力场）在数百年内是保持稳定的，但最新的重力监测卫星（GOCE和GRACE卫星）现已能够调查到某区域水准面（重力场）随时刻的细微改动，使用这些高精度数据，科学家在地震猜测和气候改动研讨方面有了一些突破性的发展。
地震精确猜测是世界级的难题，但经过对地震区域的大地水准面和精密重力场的观测，科学家比以往任何时候都更挨近精确猜测地震。现在咱们咱们能够康复大地水准面的细微改动，就像康复地震信号相同。研讨标明，大地水准面改动与98%以上的9级以上地震有关，与8.8级地震的相关度约为60%，与8.6级地震的相关度约为40%，与8.3级地震的相关度约为33%。
在气候改动方面，经过研讨高分辨率卫星丈量数据，科学家们现在能够调查冰川体系中的实时改动，从而对极地冰量有更深化的了解。据欧空局的CRYOSAT卫星监测，2009年至2012年间，南极洲西部的冰层消融导致该区域的重力场下降，自2009年以来，从南极西部冰盖每年消失速度增加了三倍。2011年到2014年之间，南极冰川每年削减体积约125立方千米。所有这些观测成果都将有助于咱们研讨全球气候改动。
由全球海平面是否相同高这样的一个问题引申出来的许多海洋观测、气候环境改动等科学问题逐步成为科研前沿，跟着观测手法的不断进步，这些前沿科学的研讨也将深入改动人类的宇宙观和日子方式。
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i天然新媒体团队
修改：赵志坤
审阅：程秀娟
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