2008年8月7日 星期四

北極海的冰山融了,台灣未必挫著等?但...


[柏林動物園中可愛的小北極熊Knut,讓許多小朋友想到北極冰山的問題]
北極海的冰山融了,台灣未必挫著等?


誰說北極的冰山融了,海平面就會上升,台灣的主要城市就會淹沒?許多國內外的媒體都曾如是報導,但所根據的數據為何?其實在上個冰河期台灣與中國是有陸塊相連,後來氣候暖了,自一萬八千年以來,海平面也升了120公尺,連接的陸塊就成為台灣海峽。最近在『南方論壇』ak74u 大大開個欄『節能減碳? 地球暖化? 白痴一群! 』,當中的討論頗值得玩味,畢竟真實的世界是依循著物理定律運作,道聽塗說對事實真相的瞭解是沒有幫助的。

首先我們必須瞭解,南北極的冰山是不同的。南極的冰山是覆蓋在南極大陸上,而北極的冰山是浮在北極海上。具有國中物理程度的人應該可以回答下列問題。『一杯放有冰塊的水杯,其水面是否會在冰塊融解後而提高?』

如果水杯沒放水,冰塊融解後,類似南極冰山,當然是會提高,而溶解後的液態水的體積是小於原本冰塊的體積。冰塊即固態水其比重是低於液態水的,在一大氣壓下,攝氏溫度0度時,冰的密度約為0.917 。如果水杯的水夠多, 冰塊融解後,而且都是純粹的液態水、固態冰,這時冰塊融解,依據阿基米德定律,水面是不會提高的!

這可能相關的計算式子(當然是簡化了許多條件),cw大大整理出來:
  • 冰為浮體,不管以何種形態出現,其重量不變:V1 X D1=V2 X D2
    浮體所受的浮力=浮體的重量=浮體所排開液體的體積 x 液體的密度 = 浮體平均密度 x 浮體體積

    V1 :浮體體積, D1:浮體平均密度, V2: 浮體所排開液體的體積, D2:液體的密度
  • 1CASE: 冰融化後的密度和海水密度一樣
    冰的重量=V1(排開海水的體積) x D1(海水密度)= V2(冰融化後的體積) x D2(冰融化後的密度)
    D1=D2 ==> V1=V2 故排開的海水體積與冰融化後體積相同==> 海水不升不降。
  • 2CASE: 冰融化後的密度>海水密度
    D2 > D1 ==> V1>V2 ==> 故原冰塊排開的海水體積>冰融化後體積==> 海水下降
    (但這個CASE似乎不可能產生,因為冰塊的形成是以海水表面先開始,再逐漸往下,也就是說先從鹽份較低、密度較低的海水開始結冰,融化後密度當然還是較低。)
  • 3CASE: 冰融化後的密度<海水密度
    D2 < d1 ="="> V1 故原冰塊排開的海水體積<冰融化後體積==> 海水上升
    (
    這個CASE比較可能產生,因為冰塊的形成以海水表面先開始,也就是說先從密度較低的海水開始結冰,融化後的密度當然還是比原海水低。)
科學是需要實驗來驗證的,看看茶杯裡的『全球暖化』,這個實驗在家就可實施,可依上列三種情形分別進行,可驗證所言非假。





然而真實世界,北極海是海水,是含有鹽分的,一般估計表面海水的密度大約為1.028。而冰山的含鹽量是低於海水的。北極冰山的融解,依據上述第3CASE的討論,確實是會造成水面的提昇,但是會提昇多少,這還需要更多的數據。而所造成的氣候連鎖反應,是否會像「蝴蝶效應』,這個筆者無法回答。反之,如果冰河期再次來臨,這當然會是場浩劫,海平面就會下降,降到某種地步,台灣海峽就成為陸地。

冰山如果真的融化,附近的海水的鹽度當然會變低。這個現像是在南極附近的海域觀察到。南極冰山,這些是覆蓋在大陸上的。南極冰山融化,海平面會上升的,如果全溶會上升60公尺。科學家也觀察到南極上空的臭氧層,實在不樂觀,南極的影響不可小覤。


引伸閱讀:




5 則留言:

splai 提到...

全球暖化 海水溫度也會升高
所以在考慮海平面是否上升的時候
熱漲冷縮的因素必須要考慮進去

Spieler 提到...

所謂熱脹冷縮,在H2O是不成立的!

純水的密度在一大氣壓,於4度時最高為1。

其他溫度,密度均小於1!更不用談固態水!

saviola 提到...

寫得真好~
驗證全球暖化需要的是更多的科學~
最近有研究指出北極海冰有增加
但卻不為媒體所報導
參考:http://funp.com/t279520
或http://www.newsbusters.org/blogs/p-j-gladnick/2008/07/18/will-msm-report-2008-arctic-ice-increase

splai 提到...

"純水的密度在一大氣壓,於4度時最高為1。"

這句話是正確的
所以當溫度高於四度時 密度就會變小
對於同樣質量的水 密度變小就等於體積變大!!

同理 如果溫度在四度以下 "熱漲冷縮"當然對水不成立

全球暖化 水溫當然高於四度 所以會熱漲冷縮

還有 我是物理老師...
你算的其實很好 如果再把溫度的因素加進去 就更完整了

硫酸銅 提到...

主要是因為「地球自轉時的科氏力」的關係,所多出來的水會向「赤道」集中。

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