海平面

海平面（Sea Level），通常作为平均海平面（Mean Sea Level，MSL）的简称，^[1][3]是指在某一时刻假设没有潮汐、波浪、海涌或其他扰动因素引起的海面波动，海洋所能保持的水平面。^[4]海平面作为大气与海洋的交界，是人类活动的起始高程，不仅通过物质交换和能量过程影响地球气候，还反映了岩石圈的变动和地质活动，对地球物理学、海洋学、地质学及人类活动都具有重要意义。^[5]

海平面是水圈的标志面，覆盖着地球表面积的70.9%^[6][5]，因海水覆盖在地球表面，使得海平面在大体上也呈现出球形的特征，具有不平性且在不断变动。^[7]海平面高度可分为以地球表面为基准衡量的相对海平面，和基于椭球参考系确定的绝对海平面。^[8]观测海平面的主要手段包括验潮站和卫星高度计两大类。^[9]各国在测定平均海平面高程时有所差异，例如：英国的国家大地测量基准面是基于纽林验潮站1951-1956年的平均海平面测量结果^[10]，中国的基准面则是根据青岛验潮站1950-1956年的观测值确定的“黄海平均海平面”。^[11]

全球海平面变化的影响因素主要有冰川融化、构造、沉积等，这种变动可分为短期^[12][13]与长期两类。^[14]根据大量研究成果，近100多年以来，全球海平面一直处于上升态势。根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）报告预测，21世纪全球海平面将持续上升，到2100年底，全球平均海平面预计将上升0.52~0.98米。^[9]

海平面的全称是平均海平面，作为海洋沉积盆地中液态水体与大气圈的交汇点，是指位于地壳之上的，由大洋及其相连的大陆海、海湾、海湖等水域共同形成的水圈与大气圈的界面。这个界面并非固定不变，而是受到多种自然因素的影响而有所波动。^[2]

海平面的精确定义是随着大地测量学的发展而逐步确立的。这一概念基于人类对海水表面位置的传统理解和认知。在确定大地测量高程的零点时，人们假设在一段相对较长的时间周期内，海水表面的平均高度是保持相对稳定的。这个假设中的海水表面平均高度就是平均海平面，它被广泛用作大地测量的基准面。^[4]

海平面的形状在宏观上呈现为球形。这是因为地球本身是一个近似的不规则球体，而海水覆盖在地球表面，使得海平面在大体上也呈现出球形的特征。对海平面形状的认识是随着人类对地球形状认识的深入而不断发展的。在2000多年前，古希腊人基于观察到的天象和自然现象，首次提出地球可能是球形的设想。17世纪末，牛顿提出了地球并非完美的球体，而是一个赤道略微鼓起、两极稍扁的扁球形。到了19世纪，斯托克思利用全球重力异常值来计算大地水准面相对于参考椭球的起伏量。20世纪60年代，随着海上重力仪和卫星导航接收器技术的发展及人造地球卫星的发展，使得科学家们能够更准确地确定大地水准面的形状。^[15]

海平面占地球表面积的70.9%^[6]，其形状对于大地测量学至关重要。由于深海实测重力数据稀缺，测高卫星的观测数据成为研究海平面形状的重要工具。^[16]

海平面具有不平性。随着海洋测量技术的发展，尤其是卫星测量技术的应用，科学家们发现，即使在风平浪静的时候，世界大洋的表面也并非完全平坦。相反，它存在着高达100米以上的隆起和凹陷区域。^[7]有的地方海面凸起，有的地方则相对凹陷。比如，位于赤道附近的加勒比海海面，其高度就明显超过大西洋北部海域，两者之间的差距达到了百余米。^[11]

这主要是由于水下山脉和水下谷地的存在。水下山脉会吸引周围的海水，导致该区域的海面隆起；而水下谷地则会使海面呈现出凸面状，即相对凹陷。世界大洋表面的三个主要隆起区域，它们分别是：澳大利亚东北部，隆起区域高达76米；北大西洋，隆起区域高68米；以及阿非利加东南部，隆起区域高48米。与此同时，也发现了三个主要的凹陷区域：印度洋（印度半岛以南），凹陷深度为112米；加勒比海，凹陷深度为64米；以及加利福尼亚以西，凹陷深度为54米。此外，在巴西沿海和佛得角群岛附近区域，也存在几个隆起或凹陷约15米的区域。^[7]此外，受潮汐等多种因素的影响。^[11]

海平面在不断变动。^[7]海平面的升降变动是海水量、水圈运动、地壳运动和地球形态变化的综合反映，是地球演化的一个重要方面。^[17]它综合反映了海水量的变化、水圈运动、地壳运动及地球形态演变，是地球演化的关键一环。海水始终处于动态中，海平面亦不断变动。这种变动可分为短期与长期两类。短期变动包括日变动、季节性变动、年变动及偶发性变动，受波浪、潮汐、大气压、海水温度、盐度、风暴及海啸等多种因素影响，升降幅度较小且多呈局部性。而长期变动则指地质历史时期内的海平面变动，其幅度较大，具有大区域性甚至全球性的影响。^[18]

海平面高度的定义主要有两种：一种是相对海平面，它是以固体地球表面为基准来衡量的海平面高度变化；另一种是绝对海平面，它则是基于椭球参考系来确定的海平面高度。具体来说，验潮站通常固定于地球表面，用于监测海平面相对于地球表面的变化，这种变化被称为相对海平面。而卫星测高技术则能获取到与椭球参考系相关的海平面高度数据，这就是绝对海平面。^[8]

全球平均海平面（Global mean sea level，GMSL）变化、陆地水的迁移和重新分布，对全球气候变化和人类活动会产生重大的影响，其中海平面变化已经成为全球变化的一个重要指标。^[19]

全球平均海平面变化主要由两部分构成：海水温度和盐度的变化导致海水体积变动，进而引发海平面的波动，这一现象称为比容海平面变化；全球水循环系统中，海洋、陆地与大气之间的水量交换引发海水质量变化，从而导致海平面的升降。全球陆地水主要由地表水、冰雪、土壤水和地下水等组成，其变化是降水、蒸发、径流和地下水渗漏等过程的综合体现。在全球气候变暖的趋势下，海水温度上升（特别是海洋0-2000米深度的温度）使海水受热膨胀，推动海平面上升。同时，极地冰盖冰帽和山岳冰川的融化也导致陆地水减少和海平面上升。^[19]

由于各国在测定大地测量基准面的平均海平面高程时，时间、地点、方法和技术均存在差异，因此普遍存在不吻合的情况。^[10]

英国的国家大地测量基准面是基于纽林验潮站1951-1956年的平均海平面测量结果。美国则通过多个验潮站十九年内的观测值推算平均海平面，这并非特定地点的平均海平面，而是一种校准基准面。欧洲地区则以荷兰阿姆斯特丹的验潮站的多年平均海平面作为高程的基准面这些区域性的高程起算面。尽管英国与法国仅隔一个多佛尔海峡，但通过两国的大地水准网联测，发现英国设在纽林的国家高程基准面比法国设在马赛的基准面低20厘米。因此，在地形高程的确定中，需进行相应的修正。^[10]

中国海平面起算点或者叫高程零点，设在山东省青岛市海军一号的码头上的验潮站内。^[11][20]

中国先后使用的高程基准有“1956年黄海高程系”和“1985年国家高程基准”。“1956年黄海高程系”是根据青岛验潮站1950-1956年的观测值确定的“黄海平均海平面”。依据这个参考面，中国国家测绘主管部门发布了“1985国家高程基准”，一直沿用至今。“1985国家高程基准”是基于青岛验潮站1952-1979年的验潮数据确定，作为中国高程统一起算面，所有水准测量均以此面为零起算点。^[10][21][22]

验潮仪是用于观测潮汐涨落并测量潮位的专用仪器。这种仪器基于重力作用的原理运作，能够精确地记录海水的高度变化。在测量过程中，验潮仪需要放置在特定的位置，如港口、防波堤或码头，以便长时间、连续地观测海水的高度变化。对于由微风引起的海面波浪，验潮仪采用平均的方法消除其影响。^[23]

常见的类型包括：浮子式验潮仪，它通过测量验潮井中水面浮子的垂直位移来记录潮位；压力式验潮仪，安装于海底，通过测量静水压变化来测量潮位；气密引压式验潮仪，利用密封气体将特定深度层的海水压强反映到岸上进行测量；补气引压式验潮仪，则是利用气体压强与相应深度层水压强相等的原理进行潮位测量；箱式验潮仪，通过测量与海水连通的箱子内浮子的垂直位移来测量潮位。这些验潮仪各具特点，适用于不同的环境和需求。^[23]

海平面观测的主要手段包括验潮站和卫星高度计两大类。^[9]

验潮站通常选址于地层稳定、无江河泥沙淤积干扰，且能准确反映海水涨落动态的地区。这些站点将水准点固定在陆地上，用以记录和处理陆地升降的变化，确保测量数据的准确性。验潮站所提供的海平面数据，以其高精度和长时间序列记录而著称，是海洋科学研究的重要基础。不过，验潮站也存在一些不足。例如，站位的分布不均可能导致部分地区海平面变化数据的缺失或不足；同时，地壳运动和区域性冰期后的反弹效应等因素，也难以完全消除，对海平面数据的精确性构成一定影响。^[9]

鉴于海面观测对于研究海平面变化的重要性，各国政府间海洋学委员会于1987年3月通过了全球海面观测系统实施计划。该计划设立了国际海平面常设局，负责管理和协调全球近2000个验潮站的工作。这些验潮站的海平面数据观测历史可追溯至18世纪初。^[9]

卫星测高技术是研究海洋面变化的重要观测手段。自1993年起，高精度卫星高度计便成为监测全球海平面变化的关键工具。这种技术通过搭载在卫星上的高度计，实现了对海平面高度的精准测量，提供了全球范围内高分辨率的海平面观测数据。在众多卫星高度计中，Jason-3、Sentinel-3A、HY-2A、Saral/AltiKa、Cryosat-2、Jason-2、Jason-1、T/P以及ENVISAT等是最为常用的型号。^[9]

卫星高度计的优势显著，其覆盖的空间面积广泛，空间分辨率高，有效弥补了验潮站在数据连续性和空间分辨率方面的不足。因此，海平面数据序列得以更加完善、连续和规范，为全球海平面变化研究提供了高质量的实测数据。在大尺度海平面变化的研究中，卫星高度计的应用得到了广泛推广。^[9]全球海平面观测系统的组成部分是由290个验潮站组成的全球核心网，这些验潮站都进行了长期的气候变化与海平面监测。^[8]

大地水准面通常被称为垂直基准，从它起算的高度通常指平均海平面以上的高度（Above Mean Sea-Level，ASML），在实际实现中，通常将沿海所设验潮仪处的平均海平面作为覆盖区域的垂直基准。^[26][27]海拔是表示某地在某处平均海平面以上的高度。^[28]

大地水准面，是指与平均海平面（Mean Sea Level，MSL）相契合但并非完全等同的特殊重力等位面。地球重力场由地球质量产生的引力和自转产生的离心力共同塑造。在理想情况下，若这两种力的合力能够自由调整，那么海洋将均匀覆盖地球表面，形成一个与平均海平面高度一致的整体。大地水准面作为地理学和测量学中的关键概念，对于精确测量地形高度、研究地球物理特性具有重要意义。^[27]

大地水准面是定义正高高程系统的高程基准面，也是能反映地球内部结构和密度分布特征的物理面。大地水准面的确定目前仍基于求解经典大地测量边值问题，最具有代表性的是Stokes理论，Molodensky理论和Bjerhammar理论。大地测量学科历经一个多世纪的发展，对大地水准面的研究尤为深入。特别是在近半个世纪内，卫星大地测量技术的飞速进步以及相关地学学科的蓬勃发展，使得这一领域的研究更加活跃。当前，确定一个高分辨率、高精度的全球大地水准面已成为大地测量学科发展的全局性战略目标。^[29]

指飞行器在空中距离某一基准面的垂直距离。通常，测量基准面不同，所测量出的飞行高度也不同。按照选择基准面的不同，可分为标准气压高度、绝对高度、相对高度、真实高度。^[30]

标准气压高度，又称重力势高度或压力高度，指飞机重心与标准气压平面之间的垂直距离。国际标准大气规定，标准海平面参数为15℃和760mm/Hg，而国际标准化组织则规定标准气压平面的大气压力为760x133.322Pa。^[30]

绝对高度，即海拔，是以实际海平面为基准，飞机重心在空中距离该平面的垂直距离。^[30]

相对高度则是飞机在飞行中，其重心与某一特定参考平面（如起飞或着陆机场地平面）之间的垂直距离。^[30]

真实高度以飞机正下方地面目标最高点与地面平行的平面为基准，飞机重心在空中距离此平面的垂直距离即为真实高度。^[30]

海平面变化是指随时间迁移海平面相对于某一基准面发生的上下变动。^[2]海平面不是一个固定不变的恒值，而是会受到各种因素影响而发生变化，而这种变化分为短期和长期性（海平面上升）的。^[12][14]

海水质量变动

海水质量的变化引起海平面波动主要包括冰/雪的溶化和累积、降水、蒸发、表层径流与大气和陆地之间的水质量交换，这种因为海水质量的变化引起的海平面变化称之为海平面的升降（Eustatic sea level），与气候紧密相关，直接导致海平面的升降，这反映了海洋水体总量的变化对海平面的直接影响。^[31][32]

海水温度和盐度变化

由海水温度和盐度变化，引起密度的变化，进一步影响海平面的变化，这种现象被称为比容海平面变化。由温度变化引发的海平面变化称为热比容海平面变化，而盐度变化导致的海平面变化则被称为盐比容海平面变化。这两者的总和，即热比容海平面与盐比容海平面的结合，共同构成了比容海平面，成为影响海平面变化的关键因素之一。^[31]

水均衡变动

水均衡变动是在陆架上和近岸地区由海水负载引起，当海平面升高时发生下沉，结果扩大了海侵。^[34]

海面升降影响陆架和洋底水均衡，洋底沉降趋势明显，海水荷载增加加速沉降但难以促使其抬升。冰川水量变化引起的海面升降约为水量变化的2/3，且海水荷载增减的响应并非完全对称。洋底软流圈物质流动受荷载响应影响，进而影响洋中脊生长和洋底扩张。目前对洋底水均衡海面升降效应的定量研究仍有限，但预计冰后期海侵将引发地壳水均衡变形。^[35]

冰川融化

在过去的近百年里，全球许多地方的山地冰川都呈现出退缩的趋势。这些冰川的融化释放了大量的淡水进入海洋，进一步推高了海平面。青藏高原就是一个典型的例子，这里曾经大量存在的山地冰川在漫长的岁月里逐渐消融、消失，对全球海平面的上升做出了贡献；^[14]

在寒冷地质时期，极地形成冰盖，导致海洋水量减少，海平面降低。随着气候变暖，冰盖融化，融水回归大洋，促使海平面上升。晚古生代，全球广布冰川，冰川融化后流入海洋，引发了三级海平面的显著上升。石炭至二叠纪是冰川发育的关键阶段，根据研究，这一时期气候变化剧烈，从石炭纪的寒冷到早二叠世的温暖，冷暖交替显著，因此冰川对海平面的影响尤为显著，为海平面的周期性变化创造了条件。^[36]

冰川均衡

冰川均衡调整（GIA）是由冰川负载的增减而引起。冰川均衡下沉有助于抵消冰川—海平面变动引起的海平面下降。冰盖熔化时，其作用相反。^[34]冰川均衡调整是影响陆地垂向运动、海面高度及相对海平面变化的关键因素。其主导因素为地壳的流动性质，深刻影响着地壳的变形历史与冰盖的演变。此外，海洋自身的重力和形变也对此过程产生了显著影响。^[37]

构造活动

海平面变动是由构造作用引起，使洋盆形状发生变化，对容量的大小起着重要的控制作用。^[34]

构造活动引发的海平面变动包括全球性和局部性两类，其中全球性变动主要由洋盆容积变化、洋底下沉或新洋盆形成等因素引起，与大陆分裂和碰撞阶段相关。海底扩张速率变化是海平面变动的关键，其影响周期长达数百万年，幅度显著。局部地壳升降则导致区域性海平面变动，叠加于全球性变动之上。这些变动不仅影响洋盆容积，还通过地壳升降影响海面与陆面之间的相对距离。^[38]

构造侵蚀

构造侵蚀是由地质消亡作用所导致的一种现象，会改变地表形态和地貌，可能会影响河流、湖泊等水体的分布和流动，从而对海平面产生一定的影响；构造侵蚀会导致部分深海沉积物逐渐从大洋底部移动到地球内部，相较于增加洋盆容量的增添作用，这些地形变化可能会影响海洋的环流和动力过程，进而对海平面的分布和变化产生影响。^[34]

沉积

海平面变动是因沉积物在洋盆内堆积而引起，这也同样影响洋盆的容量，但它是单向的正向变动。^[34]海平面变化与沉积旋回成因及盆地动力学因素间有密切联系。^[2]

岩浆水的加入

岩浆水来自海底火山活动。它的注入速率尚不知道，但假设自地球形成以来，其注人速率为一常数，则它的注入速率每百万年低于1米。如果这是正确的话，而其他因素也没有变化，那么中白垩纪（1亿年前）海平面可比现代低100米。洋壳的热水蚀变也导致少量的水转移。^[34]

海平面短期变化指的是数天或十几天的变化，其原因主要是气压、风、降水和径流等变化产生的，如日变动、季节性变动、年变动和偶发性变动等，其升降幅度小，且常是局部的。^[13][39]

在过去的两个世纪里，各类变量如海表温度和海平面的短期波动显著超过气候本身的长周期变化。特别值得注意的是，盐度、洋流（受潮汐、风力及季节密度影响）、海浪、风暴潮以及悬浮颗粒物（受洋流、河流输入及季节性分层调控）等要素的变化尤为明显。^[12]

由于潮汐涨落，海平面经常变化，潮汐是由天体（主要是月球和太阳）的引潮力作用引起的海水周期性涨落现象，包括涨潮和落潮过程，以及高潮和低潮等阶段。这些周期性变化属于海平面短期变动的范畴，是沿海地区海水运动的一种自然现象。^[40]

海陆间循环通过降水、蒸发等过程对海平面短期变动产生显著影响。当陆地上空的水汽凝结形成降水时，部分雨水会通过地表径流和地下径流等方式流入海洋，从而影响海洋的水量和海平面。特别是在暴雨、洪水等极端天气条件下，大量的降水会迅速增加河流的径流量，导致海水被稀释，进而影响海平面的短期变动。^[41]

长期的海平变动，即地质历史期间的海平面变动，其变动幅度大，是大区域性的，甚至是全球性的。长期海平面变动导致海侵或海退，影响海岸线、大陆架和海岸地貌，改变浅海与近岸沉积，威胁海岸工程和港湾建筑，影响河道淤积或冲刷。^[39]

海洋在地球的气候系统中扮演着重要的角色。海平面上升是由全球气候变暖、极地冰川融化、上层海水变热膨胀等多种因素共同引发的全球性现象。这些因素导致海洋水体体积增加，进而使得全球海平面持续上升。在过去的百年里，全球海平面已经上升了10~20厘米，并且根据科学研究，未来这一上升趋势还有可能会加速。^[14]

近100多年以来，全球海平面一直处于上升态势，并且近几十年来，海平面上升的速度呈现加快的趋势。研究表明：1900-2018年，山地冰川和冰盖质量亏损的贡献是海洋变暖热膨胀贡献的2倍，是过去百年海平面上升的主导因子。在20世纪40年代，全球海平面经历了一个快速上升的阶段；到了20世纪70年代，受人类活动的重要影响，海平面上升速率出现了减缓；进入90年代以后，全球海平面又开始加速上升。这一趋势与海洋加速变暖以及格陵兰冰盖加速融化密切相关，自1993年以来，平均每年上升趋势为3.1毫米^[42]；2000年以来，南极冰盖损失的贡献也在不断上升。^[43][44]2006-2015年，全球气候变暖，冰川融化加速，增加了海洋的水量，从而使海平面上升。^[45]

在全球变暖的背景下，冰川融化和海平面上升已经成为国际社会普遍关注的问题。联合国的一份报告预测，到2100年，由于冰川融化，海平面可能会比现在上涨25~58厘米。而包括近1200个珊瑚礁岛的马尔代夫大部分国土仅比海平面高出1.5米，海平面的逼近将令整个国家岌岌可危。在2004年的南亚大海啸中，马尔代夫一度有2/3的国土惨遭淹没。^[47]马尔代夫的海平面在2020年内显著上升了3~4毫米，这一速度加剧了该国低洼地区的淹没风险。科学家警告，若不能迅速采取有效行动遏制，马尔代夫的未来存续将面临极大不确定性。^[48]

根据世界气象组织发布的《2023年全球气候状况报告》显示，自2023年4月开始，全球海面平均温度便不断攀升，屡创新高，尤其在7月、8月和9月这三个月份，海面温度更是大幅刷新纪录。温度记录被大幅刷新，呈现出前所未有的高温态势。与此同时，南极海冰面积也达到了有记录以来的最低点，这一寒冬季节结束时的最大海冰面积较之前的纪录减少了惊人的100万平方公里，这无疑为全球气候变化敲响了警钟。^[49]

中国沿海海平面变化总体呈加速上升趋势。1980—2022年，中国沿海海平面上升速率为3.5毫米/年；1993—2022年，中国沿海海平面上升速率为4.0毫米/年，高于同时段全球平均水平。2022年中国沿海海平面较常年高94毫米，比2021年高10毫米，为1980年以来最高。^[50]2023年，中国渤海、黄海、东海和南海沿海的海平面相较于常年呈现出不同的升高趋势，较常年分别高122毫米、74毫米、43毫米和52毫米，其中渤海沿海的海平面达到了自1980年以来的最高点。从各省的角度来看，沿海海平面均高于常年，天津和河北沿海的海平面升高最为显著，分别高145毫米和143毫米；辽宁和山东次之，分别高97毫米和85毫米；上海和福建沿海海平面升幅偏小，均低于35毫米。^[51]

海平面上升对人类社会产生的多方面直接影响：它加剧了风暴和洪水等气象灾害的频率和强度，使得风暴潮能够到达更远的内陆地区，同时海洋变暖为飓风提供了更多能量，增强了其破坏力；海平面上升重塑了海岸线，淹没了干旱地区，侵蚀了海滩、悬崖和沙丘等地貌，并可能导致湿地被淹没，沼泽草死亡，沉积物更易流失。这些变化直接影响了沿海地区的经济社会生活和生产活动，尤其是耕地和森林被淹后，土壤和生态系统将发生不可逆转的改变，同时咸水入侵地下饮用水源，加剧了淡水资源的紧张。^[52]

随着海平面的不断上升，盐水侵入问题日益严重，这不仅威胁到当地的生态环境，也直接影响到居民的生活用水和农业灌溉。孟加拉国、中国、印度和荷兰等国家，以及包括曼谷、孟买、上海、伦敦、布宜诺斯艾利斯和纽约在内的特大城市，都面临着巨大的风险。这种风险源于海平面的上升和气候变暖的双重威胁。气候变暖正在加速冰川和冰盖的融化，这进一步加剧了海平面上升的速度。长此以往，一些大型三角洲地带可能因环境恶化而不再适宜人类居住，这将导致大规模的人口外流和资源的激烈争夺。^[53]

根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第5次评估报告，21世纪全球平均海平面将持续上升，这一趋势在所有的典型浓度路径（RCP）情景下均有所体现。由于海洋变暖以及冰川和冰盖冰量损失的加速，海平面上升速率很可能超过1971—2010年间观测到的速率。^[9]

与1986—2005年平均海平面相比，不同RCP情景下2081至2100年间全球平均海平面的上升幅度预测结果有所差异。在RCP2.6情景下，上升幅度预计为0.26~0.55米；在RCP4.5情景下，为0.32~0.63米；在RCP6.0情景下，为0.33~0.63米；而在最悲观的RCP8.5情景下，上升幅度将达到0.45~0.82米。特别是，在RCP8.5情景下，到2100年底，全球平均海平面预计将上升0.52~0.98米。海平面上升幅度存在明显的区域性特征。到21世纪末，全球95%以上的海域海平面都可能上升，而70%的海岸带海平面变化幅度将在全球平均海平面变化区间的20%范围内。^[9]

基于中国沿海近50年海平面变化的周期性、趋势性等规律，采用统计预测模型对未来的海平面上升值进行预测是一项重要的科学工作。根据最新的预测结果，到2050年、2070年和2120年，中国沿海的海平面上升值将呈现出不同的趋势和特征。海南、上海、江苏、山东和天津沿海地区的海平面上升预测值最高。辽宁和浙江沿海地区的海平面上升预测值次之。广西、福建、河北和广东沿海地区的海平面上升预测值相对较为缓慢。^[9]

1906年，奥地利地质学家E.修斯（E. Suess）提出了全球性海面变动的概念。他认为地史上主要的海侵和海退是由海洋盆地容积变化引起的。20世纪30年代，加拿大地质学家R.A.戴利（R.A. Daly）发展了“冰川控制”概念，并对冰川消长引起的海平面升降值作了估算。^[54]

20世纪50年代，美国气象学家和数学家爱德华·洛伦兹（Edward Lorenz）首次将经验正交函数（Empirical Orthogonal Functions，EOF）分析术引入气象和气候研究领域"。^[55]

20世纪60年代，板块构造说提出，板块扩张速率变动可导致洋盆容积的变化，进而控制海平面的升降。70年代，一些学者把地壳和水体当作统一的平衡体系，用地球流变观点研究地球各区域之间海平面升降的关系。^[54]

1970年地质学家西埃登斯（A.A.Thiadens）建议加强近15000年来海平面升降的国际合作研究，后来得到联合国教科文组织批椎，1974年由国际地质对比委员会列为第61项研究课题，有助于各国科学家互相交流、互相学习。1974年“国际地质对比计划”（IGCP）设立了海平面研究组织，加强了全球海面变化的对比研究。1978年，英国科学家约翰·H·默瑟（John H. Mercer）发表《南极洲西部冰摊和二氯化磷的温室效应》一文，提出由于大气层二氯化磷含量的增加，有可能在50年内便全球平均海平面上升5米。^[54]

20世纪80年代末至90年代初，中国对海平面变化的研究始于初期文献以综述和编译性文章为主，后逐渐出现研究实例。在这一阶段，《岩相古地理》、《地球科学》等专业杂志发表了大量相关论文，为海平面变化研究作出了显著贡献。研究内容主要涵盖四个方面：层序地层与海平面变化的关联、海平面变化的稳定同位素响应、生态地层与海平面的相互影响，以及复合海平面与高频海平面变化的研究。^[2]

1990年代，大多数基于验潮站数据计算的全球平均海平面变化估算都主要依赖于一小部分站点的数据，并通过线性趋势分析来得出结果。1991年，布鲁斯·C·道格拉斯（Bruce C. Douglas），W·R·珀尔蒂埃（W. R. Peltier）和A·M·塔欣厄姆（A. M. Tushingham）在基于验潮站数据估算全球平均海平面变化方面都有重要的贡献。^[8]

2006年，科学家约翰·A·丘奇（John A. Church）和尼尔·J·怀特（Neil J. White）利用1870-2001年的数据得到全球海平上升的加速度为0.013±0.006 mm/a2的结论。^[8]