书城自然科学神秘的南极
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第4章 海冰对气候的影响

围绕南极大陆的南大洋,是世界上唯一完全环绕陆地而没有被任何大陆分开的大洋。它的面积为7500万平方千米,海水的温度变化为-1.8℃~10℃,它贮存的热量仅占世界各大洋所含总热量的10%。这样一个巨大的低温水体,不用说对南半球,甚至对全球气候的影响,一定不会小。再加上海冰的影响,那就更是举足轻重了。

冬季,南大洋的结冰面积可达2000万平方千米,沿南极大陆边缘分布,比南极大陆的面积还要大。夏季,海冰的面积缩小为100万~300万平方千米,海冰又是一个巨大的冷源。

根据年平均资料,世界各大洋海冰的面积约2300万平方千米,其中,北半球1200万平方千米,南半球1100万平方千米,这就是说,南大洋的海冰约占世界海冰总面积的50%。

南大洋海冰的面积,不仅有季节变化,而且有年际变化,这种变化对世界海洋的冰情产生一定影响,使整个世界海冰的面积10月份达最大值,2月份为最小值。显然,南大洋的海冰改变了南、北半球海冰反相变化的特点,使整个世界海洋海冰的变化趋势与南大洋一致起来。那么,海冰如何影响气候的变化呢?一般说来,通过3种方式:①海冰的隔绝作用和反射作用;②海冰影响海洋水文气象过程的作用;③海冰冻结与消融的作用。

大面积的海洋结冰时,海冰隔断了海洋与大气的直接接触,影响到海洋与大气的热量交换。同时,海冰表面将太阳的辐射热量反射同去,影响了辐射平衡。有人测定,海冰将85%以上的太阳辐射热反射到宇宙中去。

南大洋的海冰,通过水文气象过程,对全球产生深远影响。冬季,南大洋的海水结冰时,析出的盐分渗到冰下的海水中,使海水的盐度达最大值。这种盐度大的海水,温度低(约为-1℃~2℃)、密度大,不断沿大陆架下沉到深海,汇入流向赤道的深层环流。于是,形成了流向世界各大洋的南极底层水,最远可流到北半球。

另一方面,由于南极大陆强烈而寒冷的斜面下降风的作用,南大洋表层水的温度降到近于冰点,其密度远大于温带水。于是,向北流的表层水到达温带附近时,便沉入温带水体之下,这就是南大洋的中层水。

从南极大陆周围向北流的这两股水——底层水和中层水,流量很大,约3400万吨/秒。这样,每年可向北输送约1000亿吨又冷又咸的南极水。假如这种海水的厚度为10米,那么它的面积则达1亿平方千米,相当于南极大陆面积的7倍。这样一股巨大冷水的输送,必将对南半球,甚至对全球的海洋与大气的热交换,产生相当大的影响,进而对气候产生几十年到几百年的影响。

海冰影响气候的另一种方式是,通过海冰的形成和消融,推迟季节的变化。南半球的秋季,大量海水结冰时,要释放出热量,使大气温度升高,推迟了寒冷季节的到来;春季,海冰消融时,要从大气中吸收热量,使大气的温度降低,推迟了暖季的到来。

由此可见,南极的大陆冰盖、海冰、海水和大气四者相互作用的结果,决定着南极地区的气候,调节并影响着南半球和全球的气候。因此,南极地区被称为全球气候变化的敏感区和关键区。