平均海平面

平均海平面（mean sea level），是指水位高度等於觀測結果平均值的平靜的理想海面 。觀測時間範圍不同，有不同概念的平均海平面，如日平均海平面、年平均海平面和多年平均海平面等等。一些驗潮站常用18.6年或19年裡每小時的觀測值求出平均值，作為該站的平均海平面。

基本介紹

• 中文名：平均海平面
• 外文名：mean sea level
• 釋義：高度等於觀測結果平均值的海面
• 學科：海洋學

釋義

平均海平面（mean sea level），是指水位高度等於觀測結果平均值的平靜的理想海面 。觀測時間範圍不同，有不同概念的平均海平面，如日平均海平面、年平均海平面和多年平均海平面等等。

平均海平面的年較差

因為觀測值受天氣狀況而變，且具有季節性、周期性的變化。一年中月平均海平面的最大值與最小值之差，稱為年較差。例如渤海的月平均海平面的年較差為60～70厘米，黃海為35～50厘米，東海為30～35厘米，南海為20～40厘米，而恆河口可達170厘米 ，太平洋的檀香山僅約8厘米。年平均海平面的差異，可達10厘米左右。

平均海平面基準

1956年 ，中華人民共和國規定以青島驗潮站的多年平均海平面為中國統一的高程起算面，稱為青島平均海平面或黃海基準面。中國出版的地圖上的海拔高度都由這個基準面起算。至於航海圖上的深度，則從海圖的基準面向下計算。

平均海平面的變化

日平均海平面不但隨天氣狀況而變，而且具有季節、半年、一年和多年周期的變化。月平均海平面在一年中的最大變幅，即最高值和最低值之差，稱為年較差。渤海月平均海平面的年較差為60～70厘米，黃海為35～50厘米，東海為30～35厘米，南海為20～40厘米，孟加拉灣恆河口的月平均海平面年較差可達170厘米，而太平洋的火奴魯魯（檀香山）則僅約8厘米。這種差異，主要由該地區的海洋水文和氣候條件所決定。年平均海平面的差異，可達10厘米左右，它主要取決於氣候和天體運動的長周期變化。至於地質年代中的海平面變化，則與冰川的消長和地殼的變遷有關。

平均海平面的計算方法

海平面一般是指多年的，每小時潮位觀測記錄的平均值，而用來計算海平面高度的數據是日平均、月平均或者年平均等海平面高度。計算日平均海平面常用的方法主要有三種：一是用24h或25h的潮位數據求出的計算平均值；二是杜德森提出方法及其衍生的計算方法；三是用求積儀直接在驗潮記錄曲線上進行測量，求出上下面積相等的中間線，作為該天平均海面的高度。

25h平均法

24h或25h平均法是最簡單最容易理解的方法，考慮到計算日平均海平面的中心時間點，若採用24h計算時取0時和24時（次日0時）的選取上比較難以確定，故常用25h數據計算平均海平面方法。

杜德森方法

實際的潮位振動，可以看作是一系列調和分潮的振動總和。海平面的高度受許多分潮的影響，所以計算日平均海平面的關鍵就在於消除各個分潮的影響。任意一個分潮的表達式為：

Y_t=Rcos(σt-ϕ)（1）

式（1）中Y_t是從起始日期0時算起的t時刻的潮高，σ是分潮的角速率（度/每平太陽時），t是從開始日期起始時刻算起的小時數，R和ϕ為該分潮的振幅和初相角。

如果令t'是從D日午0時算起的小時數，其中D為從起始時刻算起所經過的日數；ω是該分潮每平太陽日所增加的度數。則：

σt=σt'+ωD（2）

將式（2）帶人式（1），得出：

Y_t=Rcos(σt'+ωD-ϕ)（3）

由此可見，角速率為σ的分潮對日平均海面高度的影響，計算得出的量值和各個分潮的影響比例，杜德森 （1928） 提出計算日平均海平面的公式為：

X0=y0+y2+y8+y10+y16+y18+y5+y7+y13+y15+y21+y23+y10+y12+y18+y20+y26+y28+y15+y17+y23+y25+y31+y33+y20+y22+y28+y30+y36+y38

通過這樣的組合，即能消除太陰和太陽分潮系對日平均水位的影響。

魯斯特方法

魯斯特在杜德森的基礎上提出了更為簡便的式：

Z0=y0+y3+y6+2(y9+y12+y15+y18+y21)+y24+y27+y30

但該公式只能消除太陽系分潮，其中S4分潮消除兩次。

陳宗鏞方法

陳宗鏞參照杜德森所提出的表達式，通過組合y0+y2，y0+y5，y0+y12消除對應分潮而進一步簡化，得出計算日平均海面的式：

N0=[(y0+y3)+(y6+y9)]+[(y12+y15)+(y19+y21)]

其計算出的平均海面的量值沒有完全消除太陰和太陽分潮系對日平均水位的影響，但對於研究長周期平均海平面時，能使各個分潮的影響很小。