地球温暖化にともなう海水面の変化

• つぎの 2つの理由により、温暖化が進めば海面は上昇する。 ただし、海洋深層の熱膨張と、氷床の融解は、気温の上昇に対して遅れがある。
  • 海水の温度変化にともなう体積変化 (熱膨張)。
  • 陸上の雪氷 (おもに氷床や山岳氷河) の融解による陸から海への水の質量移動。
  • [注] 海上にういている海氷の融解は、海水面をほとんど変えない。
• 温暖化がすすむと南極大陸の (氷床の) 氷はへる? ふえる? へる?
  • 最近の議論は 杉山 慎 (2021)『南極の氷に何が起きているか』 (上にリンクした「雪氷圏」のページの文献リストにある) 参照。
• [外] (気象庁) [世界の過去および将来の海面水位変化] (IPCC 第6次報告書 第1部会 2021 による見とおし)

地球温暖化によって海水準が上昇することは確実である。

その因果関係は大きく2つある。

(前提として、海水のいれものとしての海底地形は、 いま考えている時間スケールでは、変化しないか、千年以上かかってゆっくり変化する。)

第1は、海水と陸上の氷河 (そのうち大きいものが氷床) との間の質量の移動である。 合計の質量はかわらないとみなせるので、氷河がとければ、そのぶん海水がふえる。 海水の密度は第1近似では一定とみなせるから、海水の質量がふえれば体積もふえ、 いれものがかわらないのならば、海面の水位が上がる。

第2は、海水の熱膨張である。 海水の密度は第2近似では温度と塩分によってかわる。 温度依存性は、温度が高いほど密度が小さい。 (淡水のばあいは 4℃以下で温度と密度の関係の逆転があるが、 海水ぐらい塩分のある水ではこの逆転はない。) 海水の質量がかわらないとし、温度があがれば体積がふえるので、海面の水位が上がる。

氷河のうち南極やグリーンランドの氷床と、 海洋のうち深層は、おそらく千年ぐらいの長い時間スケールで応答する。 したがって、海面上昇は、表面温度の上昇にくらべて遅れておこり、 表面温度の上昇がとまっても続くだろう。

海水の密度が温度と塩分にどのようによるか

つぎのページの左上から最初の図を参照。

• [外] (地球流体電脳倶楽部) [各海水の状態方程式から求めた密度のグラフ]
  • Jackett and McDougall (1995) の論文にある式による計算結果。
  • 横軸: 塩分 (実用塩分 psu だが、およそ g/kg)。
  • 縦軸: 温度 (potential temperature だが、圧力の条件が海面なので、温度 (℃) とみてよい。 下端は 約 -2 ℃。
  • 表示された数値: 密度を kg/m³ であらわした数値から 1000 をひいたもの。