【视频】围观美国议员的“科学演示”：一杯水和几块冰块的实验能驳斥海平面上升的现实吗？

气候变化导致冰川融化，海平面上升已成为国际上最关注的威胁。对此，在一次美国众议院科学、太空和技术委员会上，德克萨斯州的议员史蒂夫·斯托克曼（Steve Stockman）试图用一个简单的实验否定揭穿海平面上升的真实性。

“想想看，”斯托克曼说，“如果你的冰块融化在你的杯子里，它不会溢出，只是位移。所以他们（声称海平面上升的人）的说法在数学和科学上站不住脚。”

这位美国众议员的话靠谱吗？当冰块在杯子里融化时，水位会怎样？这样一个简单的实验能驳斥全球变暖导致的海平面上升的事实吗？

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复习下基础科学概念

密度

物体的密度决定了它是在液体中漂浮还是下沉。如果一个物体的密度小于它所处的液体，它就会漂浮起来。如果一个物体比它所处的液体密度大，它就会下沉。

密度 p=m/V, 即密度(p) = 质量 (m) 除以容量 (V)

水的独特属性

当水结冰时，它是少数几种容量会增加的物质之一，但质量保持不变。

质量、重量和容量之间的差异

质量是指物体所含物质的数量，不管物体在哪里，质量是一个不变的量。例如，无论是在月球上还是在地球上，物体的质量都是一样的。质量以千克和克为单位。

重量是指重力对物体的拉力。因此同一物体在地球上的重量和在月球上的重量是不同的。重量以牛顿为单位（在地球表面的标准条件下，1公斤重等于9.8牛顿）。

体积是一个三维物体所占的空间量，它是用立方单位来衡量的，比如立方厘米或立方英尺。

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由于水在结冰时密度变小（因为它的质量保持不变，但体积增加），所以会漂浮起来。

漂浮在水中的物体所排出的水量等于其自身的质量。尽管水在冷冻时体积增大，但其质量保持不变（从而降低其密度）。

所以当冰块全部融化为水的时候，水的体积会比原来冰块的体积小。

因此，史蒂夫·斯托克曼议员的说法是正确的：“如果你的冰块融化在你的杯子里，它就不会溢出，只是位移。”当冰块融化时，杯子里的水确实不会从杯子里溢出（水量体积更小）。

然而，这个实验并没有考虑到淡水的密度不如盐水，这意味着淡水的水量实际上比等量的盐水要大。

鸡蛋漂浮在密度较高的盐水中，而沉在密度较低的淡水中。

为什么呢？因为盐水里的东西比淡水多。这个东西就是盐，它使水的质量更大，而不增加水的体积。因此在海水中，淡水冰块所置换的咸水体积（不仅由水组成，还由盐组成的质量）将小于这个淡水冰块小于融化时的体积（仅由水组成的质量）。

低密度的淡水升到装满盐水的杯子表面

然而，漂浮在海洋中的冰山是由冰冻的淡水组成的，而不是咸水。这是因为当海水结冰形成海冰时，盐被挤出向下进入水中，这意味着海冰主要由淡水组成。

因此，当淡水冰在海洋中融化时，它所提供的融水量比最初的置换量要大。

冰块在盐水中融化使水位升高

我们估计大约有66万立方公里的浮冰。如果所有的浮冰都融化了，体积的增加大约是融化冰水体积的2.6%，如果加上海洋的体积，海平面只会上升大约4厘米。

然而，这只解释了漂浮的海冰。但是，并不是所有融化的冰都已经在海里了。冰川、冰盖、冰盖和永久冻土融化是全球海平面上升的更重要原因，因为融化的水会流入海洋。

北极和南极的非浮冰总量比浮冰的总量大约高出50倍，如果全部融化，海平面将大幅上升！