南极海冰的时空变化特征
神秘的南极冰间湖
神秘的南极冰间湖秦为胜近日科学家再次在南极地区发现了巨大的冰间湖，规模尺寸和世界最大淡水湖--苏必利尔湖相当，而这种神秘的冰间湖是如何形成的，至今仍是个迷。
冰间湖（Polynyas）或称海冰穴，是南北极地区的一种中尺度现象，是指达到结冰温度的天气条件下仍长期或较长时间保持无冰或仅被薄冰覆盖的冰间开水域。
两极地区（北冰洋、南极洲）中，都有被称为“冰间湖”的特殊区域：这些区域即使到了寒冷的隆冬季节也不结冰。
这可能是因为强烈的风将刚刚结成的冰吹走了，也可能是因为较为温暖的水从冷水下面涌升上来。
不管形成的方式如何，对于野生生物而言，这些区域极其重要，鲸和海豹整年都可以从这里升到水面呼吸，而海鸟则可以整年在这片区域寻找食物。
早在上世纪70年代，就有冰间湖的相关记载。
2011年11月22日，NASA地球观测站公布过一张卫星照片，展示过展示了南极洲的冰间湖景象。
但冰间湖具体成因尚未有明确结论，依然成迷。
目前比较统一的说法是，来自陆地的强烈离岸、下降风使新形成的薄冰不断向更远的海洋运动，而下面相对温暖的海水不断上升，就会出现冰间湖，下面是普里兹湾冬季冰间湖的形态特征、空间变化与成因分析：从2008-2012年普里兹湾冬季每个月都会出现冰间湖,位置主要集中于埃默里冰架前缘海域(麦肯齐湾)与冰架东侧区域,以及达恩利角北部海域。
埃默里冰架前缘冰间湖整体沿着冰架前缘方向呈带状分布,冰间湖西部与大陆相连,东部则沿着冰架前缘向东延伸,最北处可以达到68°S以北,在冰架西部前缘存在的时间长于东部前缘;埃默里冰架东侧冰间湖所在的位置靠近大陆边缘冰架,东西范围不超过1个经度,南北范围不超过1个纬度;达恩利角冰间湖的空间形状不固定,最大范围向南与大陆接壤,向北可以达到66.5°S,东部边缘可以达到71.5°E,西部则可以延伸到68°E。
2008-2012年,冬季冷却和结冰作用,每年自3月下旬普里兹海域开始出现海冰,并逐步扩展,冰间湖出现在近岸区域;4月以后,该海域海冰进一步发展,一方面形成沿岸固定冰,这时的冰间湖面积随时间变化逐年差异较大。
南极洲冰川变化与海平面上升
南极洲冰川变化与海平面上升南极洲是世界上最大的洲际冰盖的所在地，约占全球冰盖总面积的90%以上。
然而，随着全球气候变暖的加剧，南极洲冰盖正在经历着前所未有的变化。
这种变化不仅对南极地区的生态系统造成了巨大影响，还对全球的海平面上升产生了深远的影响。
首先，我们需要了解南极冰盖的结构和形成过程。
南极洲的冰盖主要分为内陆冰盖和海冰。
内陆冰盖是指位于南极洲大陆上的冰层，由降雪逐渐累积形成。
而海冰则是指在南极洲周围的海域中形成的冰层。
这两种类型的冰盖都在经历着变化，但变化的速度和方式有所不同。
内陆冰盖的变化是指冰盖的质量平衡发生了改变，即冰川的融化速度超过了积累速度。
这主要是由于全球变暖导致了南极地区的气温升高，使得冰川开始融化。
此外，由于大气温度上升，降雪变得更加稀少，从而减少了冰川的积累速度。
研究表明，过去几十年来，南极洲内陆冰盖的质量减少了约3000亿吨每年。
而海冰的变化主要体现在面积和厚度上的减少。
随着海洋温度的升高，海冰开始融化，面积逐渐减小。
此外，由于海气交换速度的增加，海冰的厚度也在迅速减少。
研究发现，过去几十年来，南极洲周围海域的海冰面积减少了约120万平方公里，相当于澳大利亚的三倍大小。
南极洲冰川变化引起了人们对于全球海平面上升的关注。
据科学家的估计，南极洲冰盖中的冰量足以导致全球海平面上升70米。
尽管当前的变化速度相对较慢，但如果不采取有效的措施来减缓冰川融化的速度，将来海平面上升可能加速。
这对于低洼沿海地区和岛国来说将是一个巨大的威胁，可能导致海岸线的消失、生态系统的破坏以及人类的居住地和经济活动的重组。
因此，为了应对南极洲冰川变化带来的海平面上升，国际社会需要采取积极的行动。
首先，全球应进一步减少温室气体的排放，以降低全球气温的上升速度。
其次，应加大对南极洲冰盖的监测和研究力度，以深入了解变化的过程和机制。
同时，应加强国际合作，共同制定行动计划，寻找减缓冰川融化的有效途径。
最后，需要帮助低洼沿海地区和岛国建立防洪和适应性措施，以减少海平面上升导致的灾害和损失。
地理知识知识：北极的冰层——北极海冰
地理知识知识：北极的冰层——北极海冰随着全球气温的不断升高，北极的冰层——北极海冰正面临着日益严峻的挑战。
北极海冰既是北极地区的重要自然特征，也是全球气候变化最显著的指标之一。
本文将从北极海冰的形成、分布、变化等方面对其进行探究。
北极海冰的形成北极海冰的形成原因主要是受到北极地区极地气候的影响。
由于北极地区地处极地环境，极阳与极夜交替出现，而极夜时期平均气温往往低于-30℃，导致北极地区的陆地和海洋两个部分都处于极端寒冷的气候条件下。
因此，北极海冰的形成过程十分复杂，同时也受到附近环境的多种因素的共同影响。
北极海冰的分布北极海冰的分布主要集中在北冰洋区域，呈现出多样化的分布形态。
北极海冰的分布因素主要包括季节变化、海流环流、风向风速和气温变化等。
其中，季节变化是北极海冰分布最基本的因素，北极地区一年之中的不同季节，海冰覆盖率呈现出不同的变化。
北极海冰的变化自20世纪50年代以来，全球气温不断上升，全球变暖的趋势日益严重。
这个过程从未间断，尤其是在过去40年间，北极海冰的面积和厚度已经显着减少。
据统计，自20世纪80年代以来，北极海冰的覆盖范围已经持续下降，平均每十年减少约12%。
其中，最为显著的变化就是在夏季，北极海冰的面积和厚度减少最为明显。
这一趋势不仅影响到了北极地区的生物多样性，还亲身证明了全球变暖已经成为当代气候变化的重要表现形式。
北极海冰变化对环境和人类的影响北极海冰的变化不仅仅对环境和生态有着重大的影响，对人类社会的经济、历史、政治等方面也造成了不同程度的影响。
首先，北极地区的冰盖对全球气候变化的反馈作用十分显著，而北极海冰的变化正直接反映了全球气候变化的加剧。
其次，北极地区海冰的消融将导致区域和全球气候的变化，并直接影响着人类社会的耐受能力、经济发展和航运等方面。
再者，较少人居住的北极地区是极地环境研究、资源开发和航运等领域的重要区域，因此，其存在和变化都会给人类社会带来不同程度的影响。
研究南极洲的气候变化
研究南极洲的气候变化一、引言南极洲是地球上最寒冷、最荒凉的地区之一，同时也是一个重要的天气预报和气候研究区域。
为了更好地了解南极洲的气候变化，各国科学家们展开了多年的研究。
本文将详细介绍南极洲气候变化的研究成果。
二、南极洲的气候特征1.温度南极洲是地球上最寒冷的地方之一，其平均温度为零下50°C左右。
其中最寒冷的地方是东南极之莫斯科维奇高原上的冷天堂，其温度最低曾达到零下94.7°C。
南极洲的温度变化较为稳定，但在不同季节之间有明显的差别。
2.极夜和极昼南极洲所在的极地地区具有极昼现象，即在某些时候24小时不见日落。
南极洲的极昼时间大约在10月份至2月份，而极夜时间大约在4月份至8月份。
极昼时期的气温相对较高，而极夜时期的气温则相对较低。
3.风速和风向南极洲是世界上最强风的地区之一，其风速可以达到每秒100公里以上。
南极洲的风向比较稳定，在整个南极洲地区风向都呈现出逆时针旋转的趋势。
三、南极洲的气候变化1.气温变化近年来，南极洲的气温不断上升，特别是在南极半岛地区，气温升高速度更为明显。
根据气象记录，南极半岛地区的温度已经上升了大约2.5°C左右，远高于全球平均气温上升的速度。
全球变暖被认为是导致这种气候变化的主要原因之一。
2.降水变化南极洲的降水量相对较少，主要为雪或冰晶。
然而，近年来南极洲的降水量逐渐增加。
科学家们认为，这种变化可能与全球变暖导致的水汽含量上升有关。
3.海冰变化南极洲的海冰是影响全球气候的重要因素之一。
研究表明，南极洲的海冰面积和体积都在不断缩小，远高于全球平均范围。
这种变化不仅影响了南极洲周边海域的生态系统，还可能对全球气候产生重大影响。
四、南极洲气候变化的影响1.生态系统影响南极洲的生态系统已经受到气候变化的影响。
近年来南极洲的大量冰川消失，导致海平面上升，同时也影响了该地区的生态平衡。
2.全球气候影响南极洲气候变化不仅会影响该地区的生态环境，还会影响全球气候。
南极海冰的分布特征
南极海冰的分布特征
大家都知道海冰是一种海洋灾害，当出海的船只遇到海冰是一件特别危险的事情，但是并不是所有的地方都会出现海冰的，一般只有在比较寒冷的地区才会看见海冰，比如北极以及南极，那么大家知道南极海冰的分布特征吗?今天就由的南大洋上的海冰，不同于格陵兰冰原上的冰，也不同于南极大陆的冰盖，只有环绕南极的边缘海区和威得尔海，才存在着南大洋多年性海冰。
在冬半年(4～11月)，一二米厚的大块浮冰不规则地向北扩展，把南纬40°以南的南大洋覆盖了1/3。
南极洲附近的冰山，是南极大陆周围的冰川断裂入海而成的。
出现在南半球水域里的冰山，要比北半球出现的冰山大得多，长宽往往有几百公里，高几百米，犹如一座冰岛，接下来海水结冰要比陆地上淡水结冰困难的多。
首先，海水含盐度很高，降低了海水的冰点。
淡水结冰是在0度，含10‰盐度的水冰点为-0.5℃，而含35‰盐度的水冰点是-1.9℃。
地球上各大洋海水平均盐度为34.48‰，因此，海水的冰点在-1.9℃左右。
海水平均盐度是34.48‰，远远超过24.7‰，所以海水达到冰点时，尚未达到海水的最大密度因而海水的对流混合作用并不停止，大大妨碍了海水的结冰。
此外，海洋受洋流、波浪、风暴和潮汐影响很大，这些因素一方面加强了海水混合作用，一方面也使冰晶难以形成。
高考地理专题复习：海冰（附练习与答案解析）
高考地理专题复习：海冰（附练习与答案解析）高考地理专题复习：海冰（附练习与答案解析）真题引路例题：(2015·全国卷Ⅰ)海冰含盐量接近淡水，适当处理后可作为淡水资源。
下图示意渤海及附近区域年平均气温≤－4 ℃日数的分布。
据此完成1～3题。
1．图示甲、乙、丙、丁四海域中，海冰厚度最大的是( )A．甲B．乙 C．丙D．丁2．下列城市附近海域，单位面积海冰资源最丰富的是( )A．葫芦岛 B．秦皇岛 C．大连 D．烟台3．推测目前没有大规模开采渤海海冰的原因是( )A．成本过高B．破坏环境 C．资源量不足D．市场需求不足获取解读信息调动运用知识信息①：年平均气温≤－4 ℃日数，甲地介于20～40天，乙地介于20～40天，丙地介于0～20天丁地介于0～20天气温越低，低温持续期越长，海冰越厚。
沿海地区一般海水盐度较低，冬季受大陆影响大，海冰越厚信息②：四市中，葫芦岛纬度最高，年平均气温≤－4 ℃日数最多纬度越高，气温越低?海冰厚度越大?海冰资源越丰富信息③：目前没有大规模开采海冰开采海冰难度大，开采成本高，目前还不能大规模开采海冰[尝试解答] 1．__B__ 2．__A__ 3．__A__知识链接2.海水的盐度变化规律(1)海洋表层盐度分布规律：从南.北半球的副热带海区，分别向两侧的高纬度和低纬度递减。
模拟提高研究表明，近三十年来随着全球气候变暖，北极海冰面积呈减少趋势，北极地区出现了气候变暖的北极放大效应。
北极地区平均气温上升速度是全球平均气温上升速度的两倍，但夏季升温幅度小于冬季。
海冰的减少催生了北极地区的航运业，北极航道能缩短中国同欧洲、北美洲间的海上航程。
气象工作者研究出一种尽量符合北极地区自然景象的四季划分标准，以5天平均气温为标准，把冬季以后五天平均气温稳定大于10 ℃时作为春季的开始，海冰开始融化。
下图是北极地区2002～2011年不同季节海冰面积变化图。
读图，完成1～3题。
1．北极地区海冰面积最大的月份是( )A．12月B．1月C．2月D．3月2．北极地区夏季的升温幅度小于冬季的可能原因是( )A．夏季海冰融化释放的热量多B．冬季海水结冰吸收的热量多C．夏季海水升温慢，是“冷源”D．冬季冰面对太阳辐射的反射强3．与传统航线相比，船舶在北极航线航行过程中( )A．航行速度较快B．航行速度稳定C．航行方向多变D．单位距离能耗低解析：第1题，由材料可知，春季(4～6月)海冰才开始融化，因此海冰面积最大的月份是冬季末，即3月份，故选D。
南极的自然现象
南极的自然现象
南极是一个极端的地理环境，极端的寒冷，极端的无水，极端的无人生活，是世界上最寒冷的地方之一，也是地球上最不适宜人类生存的地方之一。
南极是一个冰原与森林混合的大洲，南极冰盖高度可达4千米，是全球最大的冰盖，而整个南极大陆本身也在变得更寒冷。
二、南极自然现象
1、冰川流动：每年因受到阳光照射的温度变化，大片的冰层会开始融化，从而溶解出形成大片的冰河，冰河流下到海里，形成冰川流动。
2、极夜：南极的极夜是指夏季中太阳不出现的时间，一般在12月到3月之间（夏季），此时南极的白天比夜更长，夜晚比白天更长，可能持续数周甚至数月。
3、极光：南极的极光是极地环境特有的自然现象，由低压极夜下的气象和极夜景象组成，是由五彩斑斓的光芒组成的美丽现象。
4、冰雪大风：冰雪大风是在南极冰川上强大的大风，风力在6级左右，有时会达到10级，有力度达到每小时将近50米，有时甚至可以吹起沙尘暴。
三、南极的自然现象对人类的影响
1、南极冰川流动是一种大规模的气候变化，对世界气候，海洋以及人类的生活产生了深远的影响。
2、极夜的发生会影响人类的作息，日出日落时间的变化，也会对人类的生物钟产生影响。
3、极光的发生，会使南极大陆更加的神秘，也让人类觉得更加的神秘。
4、冰雪大风的发生，会导致南极大陆上的一些地区的自然环境发生变化，也会给人类带来一些不好的影响。
人教版地理七年级下册第九章 西半球的国家第十章 极地地区 测试题
七年级下册第九章 西半球的国家第十章 极地地区 测试题（满分：100，时间：60分钟，考试方式：闭卷）一、单项选择题：本大题共30小题，每小题 2分，共60 分。
在每小题列出的四个选项中， 只有一项符合题目要求。
读南极地区图，完成下面1-5小题。
1．关于南极地区描述正确的是（）A ．南极地区全部位于南极圈内B ．南极洲在七大洲中跨经度最广C ．离南极最近的大洲是非洲D ．南极地区中南极点海拔最高2．关于南极周边海洋说法正确的是（）A ．①—太平洋B ．②—大西洋C ．③—印度洋D ．④—麦哲伦海峡3. 相对于北极地区来说，南极地区（ ）A ．平均海拔较高B ．离其他大洲近C ．考察站较少D ．气温较高4．关于图中内容，符合实际的是（ ）A ．南极洲周围被亚、欧、北美三大洲环绕B ．中山站位于长城站的东南方C ．长城站会出现极昼极夜现象D ．酷寒、多狂风，降水量大5．在南极地区探险旅游时，你可能遇到的是（ ）①企鹅②北极熊③鲸鱼④南极磷虾⑤.北极兔⑥海象A ．①②③B ．④⑤⑥C ．①③④D ．②④⑥读北极地区略图，完成下面6-10小题。
①②③④6.关于北极地区描述正确的是（）A．北极地区全部位于北冰洋内B．离北极最近的大洋是印度洋C．北冰洋在四大洋中跨经度最广D．北极地区中北极点海拔最高7．黄河站是我国首个北极科考站，其位于北京（40°N，116°E）的（）A．东北B．西南C．东南D．西北8．1月时，黄河站所在地（）A．可在夜晚欣赏极光B．正值科考的旺季C．可在午夜看见太阳D．正值企鹅繁育季9．若北极航道开通，距离将大幅缩短的航线是（）A．北美东部至欧洲B．美国至加拿大C．日本至巴西D．东亚至欧洲西部10. 下列对北极地区开发利用的做法，正确的是（）A.建设居民点，大量移民B.赴北极地区旅游，生活垃圾随手丢弃C.加强合作，珍惜、保护北极环境D.大量捕杀北极熊，丰富食物来源读“北美洲略图”，结合相关知识回答11～15题。
高中选考微专题精练57(五十七)极地地区
高中选考微专题精练（五十七）:极地地区1．阅读材料，完成下列问题。
材料一：下图为南极大陆某区域海冰范围变化图，9月南极海冰范围为一年中最大，2月海冰范围为一年中最小。
材料二：在南极有很多奇特的现象，如“近岸冰间湖”和“南极干谷”。
冰间湖是极地海域出现的一种特有现象，是指在达到结冰的天气条件下，仍长期保持无冰或仅被薄冰覆盖的冰间开阔水域。
据研究，南极融冰初期或结冰初期会在近岸海域出现无冰覆盖的水域，称为“近岸冰间湖”。
南极干谷位于南极洲麦克默多海湾以西的维多利亚地，是一片绵延的峡谷。
干谷常年没有降雪，存在大量裸露的岩石，每个干谷都有盐湖，盐湖冰层达数米厚，越往湖底，盐度越高，湖底水温较暖，甚至可达25摄氏度。
（1）由图可知，南极地区平均融冰速度与结冰速度比较哪个更快，请说明原因。
（2）分析南极“近岸冰间湖”形成的原因。
（3）南极干谷湖底水温达25摄氏度的原因。
2．阅读图文材料，回答问题。
北极熊是世界上最大的陆地食肉动物，体型巨大，凶猛。
嗅觉极为灵敏，皮肤呈黑色，可从北极熊的鼻头、爪垫、嘴唇以及眼睛四周的黑皮肤看出皮肤的原貌，毛是无色透明的中空小管子，外观上通常为白色，奔跑时最快速度可达60 km/h，是非常出色的游泳健将，活动范围主要在北冰洋附近有浮冰的海域。
它们主要捕食海豹，也捕捉海象、白鲸、海鸟、鱼类、小型哺乳动物等，在夏季它们偶尔也会吃点浆果或者植物的根茎。
2016年12月公布的一项最新研究显示，由于气候变暖，北极熊的数量到本世纪中期可能减少超过三成。
（1）北极熊为什么能在北极地区恶劣的环境下生存？（2）北极熊的迁徙规律是怎样的？（3）气候变暖对北极熊有什么影响？进而对当地居民会产生什么影响？3．阅读图文材料，完成下列要求。
菲尔德斯半岛面积约为40平方千米，作为乔治王岛上最大的无冰区，是进行南极科学研究的理想场所。
半岛年平均大风日数为133天，地层主要由玄武岩、火山碎屑岩等组成。
菲尔德斯半岛是南极生物分布最为密集的地区之一。
北极海冰面积时空分布特征的统计学分析
北极海冰面积时空分布特征的统计学分析北极海冰是一个独特的极地区域，其时空分布特征对全球气候变化有着重要的影响。
本文旨在研究北极海冰面积时空分布特征，以期为全球气候变化提供科学参考。
首先，本文对北极海冰的时空分布进行了详细的描述。
研究发现，北极海冰的分布存在显著的时空变化。
尤其是在近几十年来，其极地面积变化率显著增加，截至2018年，它的极地面积较历史最小值（2012年）增加了25％左右。
另外，极地冰盖的季节性变化也非常
明显，夏季冰盖最多，冬季冰盖最少。
其次，本文主要从统计学角度对北极海冰面积进行了相关分析。
首先，利用多元线性回归模型，研究了北极海冰面积的关联因素，发现全球气候变暖与北极海冰面积有着显著的相关性，表明全球气候变暖对北极海冰有着明显的影响。
此外，还采用相关分析、概率统计和分组分析方法，研究了北极海冰面积分布的时空变化特征，发现从1980年开始，其极地面积出现了显著的下降趋势，而近几十年来，
其极地面积变化率有所增加。
最后，为了进一步验证北极海冰面积时空分布特征，本文基于多个卫星遥感数据集，采用变异模型和单变量时空分析方法，对北极海冰面积的时空变化特征进行了模拟分析，发现其时空变化的内在规律。
综上所述，本文详细描述了北极海冰的时空分布特征，分析了其与气候变化的关系以及时空变化的内在规律。
从而为全球气候变化提供科学参考，为更好地提高人类对气候变化的规律性和可控性提供科
学依据。
南极阿蒙森海冰间湖的时空变化及其影响因素
第54卷 第5期 2024年5月中国海洋大学学报P E R I O D I C A L O F O C E A N U N I V E R S I T Y O F C H I N A54(5):001~009M a y,2024南极阿蒙森海冰间湖的时空变化及其影响因素❋帅洪涛,侯赛赛,谢春虎,史久新❋❋(中国海洋大学海洋与大气学院,山东青岛266100)摘 要: 本文利用由卫星微波辐射计数据反演获得的薄冰厚度和产冰速率数据,分析了南极阿蒙森海冰间湖(A m u n d s e nS e a P o l y n ya ,A S P )在2003 2010年和2013 2020年期间的时空变化特征,结合大气再分析数据中的表面风速和气温数据,进一步探究了影响阿蒙森海冰间湖变化的因素㊂研究表明,阿蒙森海冰间湖位于斯维茨固定冰舌(T h w a i t e s F a s t -i c eT o n g u e ,T F T )以西的沿岸海域,大体呈现反L 形,即在风的作用下,阿蒙森海冰间湖从T F T 西侧向西发展,从多特森冰架(D o t s o n I c e S h e l f ,D I S )沿岸向北发展㊂此外,阿蒙森海冰间湖在南极冬半年的4 10月期间基本维持开放状态,但是其面积与产冰速率在相邻的两天常常发生大幅度变化,并且与其上空的风速之间具有良好的相关性㊂研究发现,东风分量通过调节冰间湖内部海冰的输运,主导了阿蒙森海冰间湖的面积变化;南风分量携带来自D I S 沿岸陆地的冷空气加剧阿蒙森海冰间湖表面的热损失,是冰间湖产冰速率增加的决定因素㊂关键词: 阿蒙森海冰间湖;薄冰厚度数据;产冰速率;冬季;风场;南极中图法分类号: P 728.2 文献标志码: A 文章编号: 1672-5174(2024)05-001-09D O I : 10.16441/j.c n k i .h d x b .20220480引用格式: 帅洪涛,侯赛赛,谢春虎,等.南极阿蒙森海冰间湖的时空变化及其影响因素[J ].中国海洋大学学报(自然科学版),2024,54(5):1-9.S h u a i H o n g t a o ,H o u S a i s a i ,X i e C h u n h u ,e t a l .T e m p o r a l a n d s p a t i a l v a r i a t i o n o f t h e A m u n d s e n S e a P o l y n ya ,A n t a r c t i c a a n d i t s i m p a c t f a c t o r s [J ].P e r i o d i c a l o f O c e a n U n i v e r s i t y of C h i n a ,2024,54(5):1-9. ❋ 基金项目:国家自然科学基金项目(42376256);国家海洋局极地考察办公室项目(I R A S C C 2020-2022);国家重点研究发展计划项目(2018Y F A0605701)资助S u p p o r t e d b yt h e N a t i o n a l N a t u r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o f C h i n a (42376256);t h e C h i n e s e A r c t i c a n d A n t a r c t i c A d m i n i s t r a t i o n (I R A S -C C 2020-2022);t h e N a t i o n a l K e y R e s e a r c h a n d D e v e l o p m e n t P r o gr a m o f C h i n a (2018Y F A 0605701)收稿日期:2022-11-27;修订日期:2023-03-27作者简介:帅洪涛(1996 ),男,硕士生,研究方向为极地海洋动力学㊂E -m a i l :136********@163.c o m❋❋ 通信作者:史久新(1969 ),男,博士,教授,主要研究方向为极地物理海洋学㊂E -m a i l :s h i ji u x i n @o u c .e d u .c n 阿蒙森海位于南大洋的太平洋扇形区,东接别林斯高晋海,西邻罗斯海,范围大致为102ʎW 125ʎW ,72ʎS 75ʎS (见图1(a ))㊂自20世纪70年代以来,阿蒙森海沿岸分布的数个冰架因底部融化加速而变薄[1-2],成为西南极冰盖发生质量损失的主要原因[3-4]㊂其中,位于比尔半岛(B e a r P e n i n s u l a ,B P )与马汀半岛(M a r -t i n P e n i n s u l a ,M P )之间的多特森冰架(D o t s o n I c eS h e l f ,D I S),如果以当前趋势继续发展,可能在未来的40~50a 内就会发生崩塌[5]㊂已有的研究表明,变性绕极深层水(m o d i f i e d C i r c u m p o l a r D e e p Wa t e r ,m C D W )入侵是导致D I S 变薄的直接原因[6],阿蒙森海的大气-海洋-海冰相互作用在该过程中更是发挥了重要作用[7]㊂而阿蒙森海冰间湖(A m u n d s e n S e a P o l yn -ya ,A S P )正好位于入侵阿蒙森海大陆架m C D W 西分支的终点之上,二者之间可能存在相互作用:上升流或者混合作用下的m C D W [8]以及来自D I S 的冰架融水[9-10]可能会给冰间湖提供额外的热量;冰间湖通过产冰析盐反过来又可能会影响到m C D W 的性质以及在陆架上的输运[11]㊂此外,由于阿蒙森海冰间湖是海水达到结冰条件时依旧能够存在的最大无冰水域或薄冰区,所以它还是秋冬季节阿蒙森海域大气-海洋-海冰相互作用的关键场所㊂因此,开展对阿蒙森海冰间湖的研究可以加强对阿蒙森海大气-海洋-海冰相互作用的认识,这在沿岸冰架加速融化的背景下是十分必要的㊂卫星可见光图像(见图1(b))显示,阿蒙森海冰间湖的南边界是由M P ㊁D I S 和B P 构成的岸线,冰间湖的东侧是自B P 向北延伸发展的比尔浅滩(B e a r B a n k),其水深约为250~400m (见图1(a)),这为小冰山在此搁浅创造了有利条件[12]㊂在小冰山的锚定作用下,海冰在此积累,并形成了斯维茨固定冰舌(T h w a i t e s F a s t -i c eT o n gu e ,T F T )(见图1(b ))[13]㊂由于T F T 构成了阻挡其东侧海冰流入阿蒙森海冰间湖的巨大冰障,而且风还是阿蒙森海沿岸海冰输运的主要驱动力[14],所以阿蒙森海冰间湖通常被当成是风驱动的潜热型冰间湖[15]㊂中国海洋大学学报2024年((a)右上角内嵌图显示了该区域在南极的位置,(b)蓝绿色实线显示的是斯维茨固定冰舌㊂(a)T h e i n s e t i n t h e u p p e r r i g h t c o r n e r s h o w s t h e l o c a t i o n o f t h i s r e g i o n;(b)T h e c y a n s o l i d l i n e s h o w s t h e r e g i o n o f t h e T F T.)图1(a)阿蒙森海水深及(b)2008年10月31日的M O D I S T e r r a可见光图像F i g.1(a)B a t h y m e t r y o f t h e A m u n d s e n S e a a n d(b)M O D I S T e r r a v i s i b l e i m a g e o n O c t o b e r31,2008由于海冰的融化,阿蒙森海冰间湖所在的区域进入到春夏季时会发展成更为广阔的无冰水域,前人将其称作阿蒙森后期冰间湖(A m u n d s e n P o s t-P o l y n y a, A S P)[16]㊂作为环南极单位面积净生产力最高的沿岸后期冰间湖,阿蒙森后期冰间湖的时空变化与生态价值受到广泛的关注[17-18]㊂相比之下,对出现在冬半年的阿蒙森海冰间湖及其产冰能力的认识仍十分有限㊂因此,本文使用基于A M S R-E(A d v a n c e d M i c r o w a v e S c a n n i n g R a d i o m e t e r f o r E O S)和A M S R-2(A d v a n c e d M i c r o w a v e S c a n n i n g R a d i o m e t e r2)微波辐射计数据通过薄冰算法得到的薄冰厚度数据和产冰速率数据,分析了2003 2010年和2013 2020年阿蒙森海冰间湖的时空变化特征,并探讨了影响因素㊂1数据和处理方法1.1薄冰厚度数据、产冰速率数据及陆地掩模传统上,海冰密集度(S e a i c e c o n c e n t r a t i o n,S I C)数据一直用于冰间湖的识别[19-20],但使用S I C来识别沿岸冰间湖有两个缺点:首先,受到陆地的影响,在靠近海岸的网格点上,反演得到的S I C偏低,从而导致对沿岸冰间湖面积的高估[21];其次,冬季沿岸冰间湖内的大部分区域(除了离岸约1k m以内的区域)通常是完全被薄冰覆盖着的[22],此时对于分辨率为3~50k m的微波辐射计来说,沿岸冰间湖中的薄冰区就会被判定为高S I C的区域[23],从而导致对冰间湖面积的低估㊂为了克服上述缺陷,日本学者开发并完善了专门用于沿岸冰间湖研究的薄冰厚度(T h i n i c e t h i c k n e s s,T I T)算法[13,22,24],其中,89G H z轨道的微波亮温数据用于估算厚度为0~0.1m的薄冰厚度,36G H z轨道的亮温数据用于估算厚度为0.1~0.2m的薄冰厚度,厚度大于0.2m的海冰则统一标记成厚冰㊂又因为沿岸冰间湖内新生冰的厚度往往小于0.2m[25],所以冰厚数据中的薄冰就被视为冰间湖㊂本文所用的薄冰厚度数据是侯赛赛[26]利用日本宇宙航空研究开发机构(J a p a n A e r o s p a c e E x p l o r a t i o n A-g e n c y,J A X A)发布的A M S R-E/2的L1R级轨道亮温数据,根据N i h a s h i等[13,24]公布的环南极薄冰厚度算法反演得到的㊂薄冰厚度数据的空间分辨率为6.25k mˑ6.25k m,时间分辨率为1d,时间跨度为19a(2002 2020年)㊂其中,A M S R-E的时间周期为2002年6月1日至2011年10月4日,A M S R-2的时间周期为2012年7月2日至2020年12月31日㊂假设冰间湖内失去的热量都用于产冰,利用薄冰厚度数据可以进一步估算冰间湖的产冰速率:v=Hρi c e L f㊂(1)式中:v是单位面积产冰速率(单位:m∙s-1);ρi c e=920 k g∙m-3为海冰的密度;L f=0.334M J∙k g-1为海冰融化释放的潜热;H是冰间湖单位面积失去的热量(单位:W∙m-2)㊂有关H以及v的具体计算方式,参见文献[26]㊂该产冰速率数据与薄冰厚度数据具有相同的空间分辨率以及时间跨度㊂由于2002㊁2011以及2012年的数据并不完整,故本文只选取了2003 2010年和2013 2020年共计16个完整年度的薄冰厚度与产冰速率数据来进行冰间湖的分析㊂此外,针对薄冰厚度算法会将冰架㊁固定冰等误判为薄冰的情况,侯赛赛[26]利用南极沿岸固定冰反演技术[13],构建了在2002 2020年期间每年更新的环南极陆地与固定冰掩模㊂该套掩模数据与T I T算法得到的薄冰数据同样采用空间分辨率为6.25k mˑ6.25k m 的极地立体投影网格㊂本文使用了该掩模数据,用以剔除薄冰厚度数据与产冰速率数据中被误判为薄冰的陆地以及固定冰部分㊂1.2冰间湖参数的计算在春夏季,由于气温的回升或者海冰的漂移,D I S25期帅洪涛,等:南极阿蒙森海冰间湖的时空变化及其影响因素前缘及其西侧沿岸也会形成大片无冰水域[16],即阿蒙森后期冰间湖㊂但是阿蒙森后期冰间湖并不是在海水达到结冰条件的前提下形成的,不属于本文所要研究的冰间湖㊂为了避免将与外海连通的阿蒙森后期冰间湖统计在内,本文将统计冰间湖参数的时间限定于每年4 10月,而统计冰间湖参数的空间范围则定为110ʎW 115ʎW ,72.5ʎS 74.5ʎS (见图2黑框)㊂上述时空范围的选取依据详见2.1小节的分析过程㊂(黑框是统计阿蒙森海冰间湖面积与产冰量的空间范围,箭头表示黑框内的平均风速㊂T h e b l a c k b o x s h o w s t h e r e g i o n f o r c a l c u l a t i n g t h e p o l y n ya a r e a .T h e a r r o w i n d i c a t e s t h e w i n d v e l o c i t y a v e r a g e d o v e r t h e r e gi o n i n t h e b l a c k b o x .)图2 2003 2010年㊁2013 2020年平均的逐月(1 12月(a ) (l ))薄冰出现率F i g .2 O c c u r r e n c e r a t e o f t h i n i c e f r o m J a n u a r y t o D e c e m b e r ((a ) (l ))a v e r a ge df r o m 2003t o 2010a n d 2013t o 2020 在确定计算冰间湖参数的时空范围后,本文主要统计了冰间湖的每日面积和产冰量㊂其中,冰间湖的每日面积S A S P 是黑框内薄冰网格点的面积(A i )之和,即:S A S P =ðA i ㊂(2)冰间湖的单日产冰量V A S P 是黑框内薄冰网格点上的单日产冰量之和,即:V A S P =ðV iA i t ㊂(3)式中t =86400s ,是一日的时间㊂1.3大气再分析数据本文使用的10m 风场与2m 气温数据来自欧洲中期天气预报中心(E u r o pe a n C e n t r ef o r M e d i u m -R a n ge W e a t h e r F o r e c a s t s ,E C MW F )第5代再分析数据集(F if t h -g e n e r a t i o n E C MW F R e a n a l ys i s ,E R A 5),时间范围为2003 2020年㊂本文使用的该数据时间分辨率为1h ,空间分辨率为0.25ʎˑ0.25ʎ(下载地址为h t t p s ://c d s .c l i m a t e .c o p e r n i c u s .e u /c d s a p p #!/)㊂为了使大气再分析数据与冰间湖面积㊁产冰量的时间分辨率一致,本文将E R A 5数据求时间平均后得到日分辨率数据㊂此外,为了找到对冰间湖发展具有决定性作用的风分量,本文根据N i h a s h i 的研究经验[13]对风场数据做了进一步处理:首先将图2黑框所示范围内的每日风速求矢量平均,获得特征风矢量;然后将该特征风矢量投影到0ʎ(北风)至359ʎ的方向上(顺时针选取,间距为1ʎ),获得360个风速分量;最后计算360个方向上的风速分量与冰间湖面积(或产冰量)的相关系数㊂其中,最大相关系数所对应的方向称作冰间湖面积(产冰量)最大贡献风向㊂综上,T F T 西边缘的沿岸海域在4月完全进入冰封期(见图2),并在10月后迅速丧失产冰能力(见图3)㊂D I S 前缘的海域在4 10月期间不仅能形成薄冰区,同时还具有较高产冰能力㊂因此,本文将4 10月期间黑框内的薄冰区作为阿蒙森海冰间湖,开展进一步的统计和分析㊂此外,4 10月期间的薄冰出现率高值区和产冰速率高值区几乎完全落于黑框内,所以110ʎW 115ʎW ,72.5ʎS 74.5ʎS 这一空间范围是统计冰间湖参数的区域㊂3中 国 海 洋 大 学 学 报2024年2 阿蒙森海冰间湖的时空变化2.1阿蒙森海冰间湖的出现时段和空间分布本文利用多年平均的逐月薄冰出现率(见图2)和月均产冰速率(见图3)的空间分布来分析阿蒙森海冰间湖的空间位置及其在一年中的演变规律㊂在1和2月,研究海域的西部和中部几乎全部是薄冰或无冰海域(见图2(a )和2(b))㊂在黑框包围的区域中,薄冰出现率超过80%的部分占黑框总面积的60%以上(见图2(a)和2(b )),但是这些薄冰出现率高值区(大于80%)基本上不具备产冰能力(见图3(a )和3(b )),此时,黑框内及其西南部的薄冰出现率高值区是因海冰融化而形成的薄冰和无冰水域,即阿蒙森后期冰间湖,它不属于本文要研究的阿蒙森海冰间湖㊂在3月份,黑框内西北端的薄冰出现率降至60%左右(见图2(c )),薄冰出现率高值区的占比降至40%,说明厚冰边缘线逐渐向岸发展,沿岸薄冰区的空间范围开始被压缩㊂尽管此时沿着海岸和T F T 西边缘的海域已经具备了一定程度的产冰能力,产冰速率可达到0.2~0.5m∙m o n t h -1(见图3(c)),但是黑框西北部分区域的产冰能力较弱,并且该部分薄冰区依旧能够与黑框外侧的海域连通(见图2(c))㊂而到了4月,阿蒙森海大部分区域的薄冰出现率都开始低于30%,这表明阿蒙森海总体上开始进入冰封阶段㊂此时,黑框内薄冰出现率高值区的占比进一步降至12%且变得不再与外海连通(见图2(d )),产冰速率高值区(大于0.5m∙m o n t h-1)同时也开始被厚冰㊁岸线以及T F T 围绕(见图3(d ))㊂在5 9月期间,黑框内的薄冰出现率高值区(见图2(e ) 2(i ))的占比仅为1%~7%,并且其空间范围与同时期的产冰速率高值区高度重合(见图3(e ) 3(i )),均呈现出反L 形:两者的高值区均集中在由B B ㊁D I S ㊁M P 构成的岸线北侧以及T F T 的西侧,且随着离开岸线或T F T 距离的增加而减小㊂到了10月,黑框内的薄冰出现率与产冰速率分布同样呈反L 形(见图2(j )和图3(j))㊂但是黑框内薄冰高值区的空间覆盖范围开始增加,其占比回升至17%㊂这时的薄冰出现率高值区不再是产冰速率高值区,其对应区域的产冰速率显著降至0.2~0.5m∙m o n t h -1(见图3(j))㊂这意味着厚冰外缘线开始向离岸方向发展,沿岸逐渐进入融冰期,至11和12月,黑框内薄冰高值区的占比进一步增加至42%和63%(见图2(k )和2(l )),T F T 西边缘的海域几乎完全丧失了产冰能力(见图3(k )和3(l )),这表明沿岸总体上进入了融冰阶段,黑框内的薄冰出现率高值区同样是因海冰融化而形成的薄冰和无冰水域㊂(红色等值线表示16a 平均的2m 气温,等值线之间的温差为2ħ㊂黑框是统计阿蒙森海冰间湖面积与产冰量的空间范围㊂T h e r e d c o n t o u r l i n e r e pr e s e n t s t h e a v e r a g e t e m p e r a t u r e i n 16y e a r s .T h e t e m p e r a t u r e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e c o n t o u r s i s 2ħ.T h e b l a c k b o x s h o w s t h e r e g i o n f o r c a l c u l a t i n g t h e P o l y n ya A r e a .)图3 2003 2010㊁2013 2020年平均的逐月(1 12月(a ) (l ))产冰速率F i g .3 I c e p r o d u c t i o n r a t e f r o m J a n u a r y t o D e c e mb e r ((a ) (l ))a v e r a ge df r o m 2003t o 2010a n d 2013t o 202045期帅洪涛,等:南极阿蒙森海冰间湖的时空变化及其影响因素2.2阿蒙森海冰间湖的时间变化阿蒙森海冰间湖通常能够在4 10月间一直维持开放状态(见图4中的蓝线),其因被厚冰(冰厚大于0.2m )完全覆盖而封闭的情况极少发生,即使发生,也仅仅持续1~3d ㊂阿蒙森海冰间湖在2013 2020年期间未曾封闭过,而在2003 2010年期间封闭过6次:2004年封闭2次,分别发生在6月4日和8月7 8日(见图4(b ));2006年封闭1次,发生在9月19 21日(见图4(d ));2010年封闭3次,分别发生在8月9日㊁19日以及22日(见图4(h))㊂图4 2003 2010㊁2013 2020年4 10月期间阿蒙森海冰间湖的逐日面积(蓝线)与产冰量(橙色线)F i g .4 D a i l y a r e a (b l u e l i n e )a n d i c e p r o d u c t i o n (o r a n g e l i n e )o f A S P d u r i n g A pr i l -O c t o b e r o f e a c h y e a r f r o m 2003t o 2020a n d 2013t o 2020阿蒙森海冰间湖的面积与产冰量在相邻两天内常常会发生明显的变化:2014年10月5日(22.5ˑ103k m2)与6日(6.9ˑ103k m2)的面积变化幅度最大(见图4(j)),冰间湖面积缩小了70%;2016年5月20日(13.6ˑ108m 3)与21日(3.3ˑ108m3)的产冰量变化幅度最大(见图4(l )),冰间湖产冰量减少了79%㊂其中,冰间湖后一日面积相对前一日增大(或缩小)了50%的天数约占18%;冰间湖后一日产冰量相对前一日增大(或缩小)了50%的天数约占40%㊂这种冰间湖面积或者产冰量急剧变化的现象在这16a (20032010㊁2013 2020年)的每个月都会发生,并且冰间湖的面积与产冰量的峰值的出现日期常常能够很好对应(见图4),产冰量达到极大值时的冰间湖面积往往很大㊂一年中,阿蒙森海冰间湖的单日最大面积出现最多的月份是4月(见表1),在统计的16a 中占到接近一半,再次是10月,单日最大产冰量多出现在4或5月份(见表1),在16a 中分别有5和4a㊂从2003 2010㊁2013 2020年16a 的平均结果(见图5)来看,在4 10月期间,阿蒙森海冰间湖的月平均面积整体上呈现先减小后增大的单峰特点,而月平均累计产冰量在4 9月呈现相同的变化规律,但是在最后的10月则大幅减小,成为最小值㊂在冰封期和融冰期的最初阶段,阿蒙森海沿岸冻结程度并不高的海冰更容易被风吹离海岸,从而易于形成更大面积的冰间湖,因此阿蒙森海冰间湖每年的单日最大面积多出现在4或10月(见表1)㊂在4 7月,阿蒙森海冰间湖上空的风速逐渐减小(见图2),风驱动海冰离开冰间湖的能力减弱,故阿蒙森海冰间湖面积随之逐渐变小㊂而在8 9月,阿蒙森海冰间湖上空的风力逐渐增强,所以其面积与产冰量又一同开始逐渐增加㊂到了10月,5中 国 海 洋 大 学 学 报2024年表1 阿蒙森海冰间湖单日面积和产冰量的逐年统计信息T a b l e 1 A n n u a l s t a t i s t i c s o f A S P s d a i l y ar e a a n d i c e p r o d u c t i o n 年份Y e a r 面积A r e a /103k m2最大值M a x i m u m 日期D a t e平均值M e a n标准差S t a n d a r d d e v i a t i o n产冰量I c e p r o d u c t i o n /108m3最大值M a x i m u m 日期D a t e 平均值M e a n 标准差S t a n d a r d d e v i a t i o n200327.104-0411.55.317.004-044.53.1200424.004-248.85.49.208-123.02.1200525.206-2210.04.912.306-022.92.0200626.205-0211.06.514.205-043.42.5200725.905-0610.95.712.708-303.72.5200826.504-2910.16.014.404-293.42.6200924.508-0212.36.116.004-134.63.1201022.804-0310.06.110.505-093.82.0201326.706-2614.27.016.006-256.03.8201424.410-049.75.315.409-173.22.6201522.604-2910.14.913.004-294.12.8201626.310-2012.56.513.005-203.72.9201726.204-1010.87.510.904-203.42.5201824.410-3112.46.415.009-114.73.4201921.904-2211.14.811.205-273.82.5202021.604-139.55.214.608-213.63.1(垂直误差条为相应的标准偏差㊂T h e v e r t i c a l e r r o r b a r i s t h e c o r r e -s p o n d i n g st a n d a r d d e v i a t i o n .)图5 4 10月多年逐月平均阿蒙森海冰间湖面积(蓝线)与累计产冰量(红线)F i g .5 M o n t h l y a v e r a ge s of A S P s a r e a (b l u e l i n e )a n d c u m u l a t i v e i c e p r o d u c t i o n (r e d l i n e )f r o m a pr i l t o O c t o b e r 阿蒙森海沿岸的气温(见图3)相对9月显著回升(升高4ħ左右)㊂因此,阿蒙森海冰间湖的面积继续扩大㊂但是因为大气与海洋之间温差的进一步缩小是不利于产冰的,所以阿蒙森海冰间湖的产冰量迅速减少㊂从年际变化来看(见表1),2013年的平均面积与平均产冰量在16a 中都是最大的,分别为(14.2ʃ7.0)ˑ103k m 2和(6.0ʃ3.8)ˑ108m3;平均面积与平均产冰量分别在2004年与2005年达到最小,分别为(8.8ʃ5.4)ˑ103k m 2和(3.0ʃ2.2)ˑ108m 3㊂单日最大面积和产冰量均发生在2003年4月4日,分别为27.1ˑ103k m 2和17.0ˑ108m3㊂从一年的冰间湖统计结果来看,面积的标准差往往是其平均值的一半,产冰量的标准差则更接近其平均值,甚至与之相当,这意味着冰间湖面积与产冰量逐日大幅度变化的特点在每一年都存在(见图4)㊂从面积和产冰量的均值来看,二者均未显示出扩大或减小的长期趋势㊂2.3风对阿蒙森海冰间湖的影响风通常被认作是南极沿岸冰间湖的主要驱动力[13]㊂早期的研究也已表明,风是阿蒙森海沿岸海冰的主要驱动力[14]㊂考虑到风对冰间湖的影响往往具有一定的持续性和滞后性[13,26],本文统计了风场数据超前阿蒙森海冰间湖面积-2~7d 天时二者的相关系数㊂从图6(a )来看,在投影方向确定时,风速分量与冰间湖面积的相关性均在前者超前后者0~3d 时达到最好(见图6(a )黑线);在超前冰间湖面积天数一定时,某一投影方向上的风速分量与冰间湖面积的相关系数均存在一极大值(见图6(a )中的 ˑ ),都出现在投影方向90ʎ附近,即东风㊂风场数据超前阿蒙森海冰间湖面积1~3d 时的最大相关系数在0.41 0.44,明显大于65期帅洪涛,等:南极阿蒙森海冰间湖的时空变化及其影响因素当天的最大相关系数0.28(见图6(a)),故阿蒙森海冰间湖的面积的变化主要受到前3天(不包括当天)风场持续作用的影响㊂这可以从风是阿蒙森海沿岸海冰的主要驱动力[14]的已有认识来理解㊂阿蒙森海冰间湖最北端到岸线的距离约为200k m(110ʎW经线上72.5ʎS 74ʎS的距离)㊂以这个距离作为冰间湖向西扩展的基线宽度,乘以阿蒙森海沿岸海冰的漂移速度(取为0.10m/s[21]),得到阿蒙森海冰间湖经向边缘上的海冰持续向西输运3d(每日运动距离约为8.6k m)导致的面积变化约为5.2ˑ103k m2,与5 8月阿蒙森海冰间湖面积变化的标准偏差(5.6ˑ103k m2)相当㊂由于海冰的运动主要取决于风的驱动[14],故风对冰间湖累计3d的作用是影响冰间湖面积的最重要因素㊂因此,在确定阿蒙森海冰间湖的面积最大贡献风向时,本文将特征风速定为前3天风速的平均值,最终求得对阿蒙森海冰间湖面积的最大贡献风向为88ʎ,相关系数为0.54(置信水平为99.9%)㊂这一结果说明东风对阿蒙森海冰间湖的发展和变化有更重要的作用㊂(各方向上相关系数绝对值取最大值时所对应的超前天数用黑线连接㊂各超前天数上的相关系数绝对值取最大值时的投影方向分别用橙色 ˑ 和 + 表示,置信水平为99.9%)㊂由于方向相反时,求得的相关系数绝对值不变,故此处只显示了一半方向(0ʎ~180ʎ)的结果㊂T h e l e a d i n g d a y s c o r r e s p o n d-i n g t o t h e m a x i m u m a b s o l u t e v a l u e o f c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t i n e a c h d i r e c t i o n a r e c o n n e c t e d w i t h b l a c k l i n e s.W h e n t h e a b s o l u t e v a l u e o f t h e c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t o n e a c h l e a d i n g d a y i s t h e m a x i m u m,t h e p r o j e c t i o n d i r e c t i o n i s o r a n g e"ˑ"a n d"+"w i t h a c o n f i d e n c e l e v e l o f99.9%.S i n c e t h e a b s o l u t e v a l u e o f t h e o b t a i n e d c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t i s u n c h a n g e d w h e n t h e d i r e c t i o n i s o p p o s i t e,o n l y t h e r e s u l t s i n h a l f o f t h e d i r e c t i o n(0ʎ~180ʎ)a r e d i s p l a y e d h e r e.)图6不同方向上的风速分量超前阿蒙森海冰间湖每日(a)面积和(b)单日产冰量-2~7d二者的相关系数F i g.6C o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t b e t w e e n w i n d s p e e d c o m p o n e n t s i n d i f f e r e n t d i r e c t i o n s a n dA m u n d s e n S e a P o l y n y a s(a)a r e a a n d(b)i c e p r o d u c t i o n i n a f e w d a y s l a t e r t h a n w i n d然而,阿蒙森海冰间湖面积的最大贡献风向上的风速分量与阿蒙森海冰间湖产冰量的相关系数仅为0.29㊂因此,与求得面积最大贡献风向的过程类似,本文重新统计了风场数据超前阿蒙森海冰间湖产冰量-2~7d时的相关系数㊂从图6(b)来看,在投影方向确定时,风速分量与冰间湖产冰量之间的相关性同样在前者超前后者0~3d时达到最好(见图6(b)黑线)㊂当风速分量超前冰间湖产冰量0~3d时,二者相关性最好时的投影方向在140ʎ~180ʎ(见图6(b) + ),并且超前0~1d时的相关系数明显大于2~3d㊂从公式(1)来看,当日的产冰速率v是由当日冰间湖失去的热量H决定的,而当日冰间湖失去的热量H显然由当日的热力学条件决定,因此,在确定阿蒙森海冰间湖的产冰量最大贡献风向时,本文将特征风速定为当天风速,最终求得的产冰量最大贡献风向为178ʎ,相关系数为0.60(置信水平为99.9%)㊂这一结果表明,产冰量的变化主要受控于来自海岸方向的风㊂显然,阿蒙森海冰间湖的产冰量最大贡献风向与面积最大贡献风向并不一致㊂上述结果表明,阿蒙森海冰间湖的演变受到之前3天和当天的风场条件调控,并且其面积和产冰量的变化分别受控于不同方向和时段的风㊂阿蒙森海冰间湖的面积主要受到前3天沿岸东风分量的调控,这是风通过驱动冰间湖区域内海冰输运来实现的,属于动力学过程㊂阿蒙森海南部的海冰在沿岸处主要向西输运并且受到纬向风力强度的调节[21],因此,东风对阿蒙森海冰间湖的发展和变化有重要作用㊂此外,前3天东风的持续作用是决定当日冰间湖面积的一个重要因素㊂阿蒙森海冰间湖的产冰量主要受到当日离岸南风的调控,这是风携带陆地干冷空气造成冰间湖更大热7中国海洋大学学报2024年损失来实现的,属于热力学过程㊂从图3来看,由于海陆热力学性质的差异,在阿蒙森海冰间湖存在的4 10月,其南侧陆地上空的大气温度明显比阿蒙森海冰间湖上空的更低,温差可达2~4ħ㊂而有关产冰速率的敏感性试验结果表明[13],大气温度主导的感热通量作为冬季环南极沿岸冰间湖热收支中的主要组成部分,会促使大气温度成为影响产冰速率的关键因素,气温变化3ħ引起产冰速率的变化幅度高达20%㊂对于阿蒙森海冰间湖而言,南风将来自陆地的冷空气带至阿蒙森海冰间湖上空后,会导致大气与冰间湖内温度常常保持在海水冰点附近的薄冰和海洋形成更大的温度梯度㊂因此,南风携带的来自陆地的冷空气可以通过增加冰间湖失去的热量来提高冰间湖的产冰速率㊂3结论本文利用2003 2010年和2013 2020年A M S E-E/2的薄冰厚度数据和产冰速率数据探究了南极阿蒙森海沿岸阿蒙森海冰间湖的时空变化特点,再结合E R A5的10m风场数据和2m温度场数据,进一步分析了阿蒙森海冰间湖的影响因素㊂主要得到以下认识:(1)由于岸线和T F T的存在成为了阻挡海冰流入冰间湖的冰障,所以阿蒙森海冰间湖整体呈沿岸线以及T F T分布的反L形,并且距离冰障越近的地方常常为薄冰并具有较高的产冰速率㊂(2)在天气尺度上,虽然阿蒙森海冰间湖的面积与产冰量常常会发生大幅度变化,但是阿蒙森海冰间湖仍然能够保持长期开放的状态,几乎不会闭合㊂单日最大面积和产冰量均出现在2003年4月4日,分别为27.1ˑ103k m2和17.0ˑ108m3㊂从多年平均的结果上来看,阿蒙森海冰间湖的月平均面积随着其上空的风速共同变化,整体上呈现先减小后增大的单峰特点㊂但是在冰间湖末期,气温回升是不利于冰间湖产冰的,因此,阿蒙森海冰间湖的月累计产冰量呈现先减小后增大再减小的双峰特点㊂(3)风作为冰间湖内海冰的主要驱动力影响着冰间湖的面积变化㊂纬向风力的强度调节着阿蒙森海南部沿岸海冰的向西输运过程[14],因此,东风对阿蒙森海冰间湖的发展和变化具有重要作用㊂此外,前3日风场的持续性作用是决定冰间湖面积变化的一个重要因素,88ʎ投影方向上的风分量对阿蒙森海冰间湖面积的逐日变化具有最大贡献㊂(4)风通过造成冰间湖更大的热损失影响着冰间湖的产冰量变化㊂大气温度对冰间湖的产冰量具有重要影响[13],南风携带的来自陆地的冷空气通过增加冰间湖失去的热量来提高冰间湖的产冰速率㊂其中,178ʎ投影方向上的风分量对阿蒙森海冰间湖产冰量的逐日变化具有最大贡献㊂参考文献:[1] M o u g i n o t J,R i g n o t E,S c h e u c h l B.S u s t a i n e d i n c r e a s e i n i c e d i s-c h a r g e f r o m t h e A m u nd se n S e a E m b a y m e n t,W e s t A n t a r c t i c a,f r o m1973t o2013[J].G e o p h y s i c a l R e s e a r c h L e t t e r s,2014,41: 1576-1584.[2]S u t t e r l e y T C,V e l i c o g n a I,R i g n o t E,e t a l.M a s s l o s s o f t h eA m u n d s e n S e a E m b a y m e n t o f W e s t A n t a r c t 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极地海冰变化与全球气候
极地海冰变化与全球气候极地海冰是地球上极具特色的自然景观之一，它不仅是极地生态系统的重要组成部分，也对全球气候变化起着至关重要的调节作用。
然而，随着全球气候变暖的加剧，极地海冰的面临着严重的融化和退缩，这对全球气候系统带来了诸多影响和挑战。
一、极地海冰的变化趋势极地海冰主要分布在北极和南极地区，是由海水冻结形成的。
随着全球气候变暖，极地海冰面临着持续融化和减少的趋势。
根据科学研究数据显示，北极海冰面积和厚度持续减少，南极也出现了海冰减少的情况。
特别是在夏季，极地海冰融化速度更是加快，极地地区的海冰季节性减少，极端天气事件频繁发生。
二、极地海冰变化对全球气候的影响1. 影响气候系统稳定性：极地海冰的减少导致了极地地区的反射率降低，吸收更多的太阳辐射，加速了全球气候变暖的速度。
极地海冰的融化还会改变海洋环流系统，影响全球气候系统的稳定性。
2. 影响海洋生态系统：极地海冰是许多极地动物的栖息地，包括北极熊、企鹅等。
海冰的减少会影响这些动物的生存环境，导致它们的生存面临威胁，破坏极地生态平衡。
3. 影响全球海平面上升：极地海冰融化导致海水温度升高，海水膨胀，加剧了全球海平面上升的速度。
这对沿海城市和岛国构成了严重威胁，加剧了海岸线侵蚀和洪涝灾害的风险。
三、应对极地海冰变化的挑战1. 加强国际合作：全球气候变暖是一个全球性的问题，需要各国共同努力，加强国际合作，制定有效的减排政策和措施，减缓气候变暖的速度，保护极地海冰。
2. 提倡低碳生活方式：减少温室气体排放是减缓气候变暖的关键。
人们应该提倡低碳生活方式，减少能源消耗，推广清洁能源，降低对大气的污染，为保护极地海冰和全球气候做出贡献。
3. 加强科学研究：加大对极地海冰变化的科学研究力度，深入了解极地海冰的变化规律和影响机制，为制定有效的保护政策和措施提供科学依据。
四、结语极地海冰的变化不仅影响着极地地区的生态系统和动植物，也对全球气候系统产生深远影响。
我们每个人都应该意识到气候变暖对极地海冰的威胁，积极采取行动，为保护极地海冰和全球气候贡献自己的力量。
海洋知识题库
海洋知识竞赛题库中国海洋1.中国海域辽阔，海岛广布，大约有多少个面积大于500平方米的海岛? 6500多个。
2.我国面积最大的三个海岛的名字是什么?台湾岛、海南岛和崇明岛。
3.我国以海岛组成的省级行政建制有几个?我国以海岛组成的省级行政建制有2个，是台湾省和海南省。
4.我国各海区海岛最多的、最少的分别是哪个海区?我国各海区海岛数最多的是东海海区，海岛数最少的是渤海海区。
5.我国已探明海洋石油天然气储备量最大的海区是哪个海区?南海海区。
6.我国近海各海区按面积如何排序?面积最大的是南海，其次是东海和黄海，面积最小的是渤海。
7.我国近海各海区中平均水深最浅和最深的分别是哪个海区?平均水深最浅的是渤海海区，最深的是南海海区。
8.我国海岛最多的省份是哪个省份?浙江省。
9.我国哪个海区潮汐能最为丰富?浙闽沿海。
10.我国最大的产盐省份是?山东11.我国鱼种最多的海区是哪个?南海海区12.我国面积最大的珊瑚岛是哪个岛?最大的群岛是哪个岛?我国面积最大的珊瑚岛是位于西沙群岛西部的永兴岛，面积为1.85平方千米。
面积最大的群岛是舟山群岛。
《中华人民共和国专属经济区和大陆架法》对我国大陆架是如何规定的?《中华人民共和国专属经济区和大陆架法》规定我国的大陆架为领海以外依陆地领土的全部自然延伸，扩展到大陆外边缘的海底区域的海床和底土。
我国法律关于内水的权益是如何阐述的?《中华人民共和国领海及毗连区法》规定：我国的领海基线向内陆一侧的水域为我国的内水。
内水属于国家领土的一部分，完全受国家的主权管辖；所有外国船舶非经许可不得在一国的内水航行；外国渔船不得进入内水从事捕鱼活动。
我国政府关于领海宽度是如何主张的?我国政府1958年9月4日关于领海声明中宣布我国采用直线基线法划定领海基线，我国领海宽度为从基线量起向外12海里。
我国大陆架的基本情况是怎样的?我国海域的大陆架分布相当广泛，面积在世界上排第七位；渤海、黄海的海底全部是大陆架；南海大陆架面积约占整个海域面积的一半以上。
陆地冰与海洋冰生长速度和物理特性的比较研究
陆地冰与海洋冰生长速度和物理特性的比较研究随着全球气候变化的加剧，陆地冰和海洋冰的变化越来越引起人们的关注。
陆地冰普遍指大陆冰盖，如南极洲和格陵兰岛，而海洋冰主要指北极海冰和南极海冰。
本文将探讨陆地冰和海洋冰生长速度和物理特性的比较研究。
一、大陆冰盖的物理特性大陆冰盖是由冰川积累而成，其主要特点是巨大厚度、广阔面积、缓慢的流动和高压强。
大陆冰盖的生长速度通常被测量为每年的冰层厚度增加量。
南极洲冰盖生长速度极为缓慢，平均每年只增加1.2毫米。
格陵兰岛冰盖生长速度相对较快，平均每年增加300毫米。
大陆冰盖的物理特性包括极高的密度和导热性。
近几十年来，由于全球气候变暖，南极洲冰盖融化速度加快，而格陵兰岛冰盖甚至出现了裂缝和湖泊。
这些变化与大气温度的升高和海洋温度的变化有关。
二、北极海冰的物理特性与大陆冰盖相比，北极海冰的生长速度更快，通常被测量为每年冰面积的增加。
北极海冰的生长始于每年的冰冻期，在10月末和11月初，北极海冰的冰面开始扩大。
北极海冰的生长速度最快的时候出现在冬季，然而，与南极洲和格陵兰岛相比，北极海冰的生长速度仍然很小。
北极海冰的物理特性包括低密度和导热性。
北极海冰经过多年的压缩，密度通常为500千克/立方米，比大陆冰要低得多。
这也是为什么北极海冰比大陆冰更容易破裂和分裂成小块。
三、南极海冰的物理特性南极海冰的生长速度相对较快，通常被测量为每年的面积增加量。
南极海冰生长的主要时间是在夏季，因为此时太阳光照时间长。
南极海冰通常在11月末至12月初开始消融。
南极海冰的物理特性包括高密度和导热性。
南极海冰由于漂浮在海水上，常年受到海水的侵蚀，如长时间风暴，海水中的浮沫和浮萍会附着在南极海冰上并减缓其生长速度。
四、总结总的来说，陆地冰和海洋冰的生长速度和物理特性之间存在显著的区别。
大陆冰盖生长缓慢，密度大，导热性强；北极海冰生长速度较快，密度低，导热性弱；南极海冰生长速度也较快，密度高，导热性强。
南极宇航员海夏季水文结构变化特征研究
南极宇航员海夏季水文结构变化特征研究李化;李丙瑞;郭晓嘉;席颖;陈超【期刊名称】《海洋通报》【年(卷),期】2024(43)1【摘要】本文基于中国南极考察(CHINARE37-38)在宇航员海获取的海洋综合站位观测数据,结合海冰密集度、WOA23和ERA5再分析资料等,分析了该海域主要水文结构及其变化特征。
结果表明:宇航员海夏季水团包括南极表层水(分为夏季表层水与冬季残留水)、绕极深层水、变性绕极深层水和南极底层水。
夏季表层水均分布在表层50 m深度以浅,呈现出南冷北暖的趋势。
66°S以南的冬季残留水最厚,最深可达200 m左右。
绕极深层水向南侵入的趋势明显,CHINARE-38绕极深层水向上涌升的高度较CHINARE-37高出10~20 m。
夏季表层水的高温高盐核心位于中心海域无冰区,因为无冰海域的表层海水长时间接收太阳短波辐射而温度较高。
近岸海域因冰融水导致局部夏季表层水降温淡化。
宇航员海中心海域海面风场维持低气压气旋式环流,次表层水体通过Ekman抽吸上升冷却表层暖水,导致表层与次表层水体混合加强,绕极深层水向南侵入并向上涌升。
【总页数】14页(P21-34)【作者】李化;李丙瑞;郭晓嘉;席颖;陈超【作者单位】上海海洋大学海洋生态与环境学院;中国极地研究中心(中国极地研究所);太原理工大学电气与动力工程学院【正文语种】中文【中图分类】P731【相关文献】1.南极夏季宇航员海浮游动物群落结构及其与环境因子的关系2.南极斯科舍海涡旋分布及其内部水文结构特征分析3.基于CMIP6气候变化情景下南极小须鲸(Balaenoptera bonaerensis)在宇航员海栖息地变化分析4.中全新世晚期以来南极宇航员海沉积物的稀土元素和Sr-Nd同位素特征及物源意义5.南极普里兹湾海域水文特征研究──夏季温、盐分布特征及底层水形成的探讨因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
极地地理特征
极地地理特征极地，指地球两极附近的地区，包括北极和南极地区。
极地地理特征极为独特，主要表现在以下几个方面。
一、气候特征极地地区的气候极其寒冷，这是其最显著的特征之一。
由于地球自转轨道的倾斜，极地附近呈现极夜和极昼现象。
在极夜期间，太阳消失在地平线以下，极地地区持续数个月黑暗，导致极寒气候的形成。
而在极昼期间，太阳连续数个月不落，导致极地地区气温上升，但仍然严寒。
二、冰川与冰盖极地地区的海洋及陆地表面常年被大片冰川或冰盖覆盖，这也是极地地理特征的重要组成部分。
南极洲和北极地区的冰盖十分庞大，陆地上的冰川呈现多样的形态，包括冰川舌、冰崩等。
冰盖和冰川的存在不仅给极地地区带来严寒环境，也对全球气候和海洋循环起着重要的调节作用。
三、地形与海洋极地地区的地形相对平坦，缺乏大量的山脉和高地。
北极地区的陆地主要由冰川、冰盖和海冰覆盖，而南极地区则有一些山脉和高地。
海洋在极地地区的分布也具有独特性，北极海洋为浅海，而南极洋则为深海。
北极海冰的形成与融化对海洋生态系统以及全球气候有着重要的影响。
四、生物多样性尽管极地地区的环境恶劣，但却孕育了独特的极地生物群落。
北极熊、南极企鹅、海象等是极地地区独特的动物代表。
此外，极地地区的海域也富含大量的浮游生物，为其他生物提供丰富的食源。
然而，随着全球气候变暖，极地地区的冰川与冰盖逐渐融化，导致极地生物面临生存困境。
总结：极地地理特征的独特性主要表现在寒冷的气候、大片的冰川与冰盖、平坦的地形和海洋以及丰富的生物多样性。
极地地区在地球生态系统中起着重要的作用，其变化也对全球气候产生重要影响。
为了保护极地环境和生物，全球应加强对极地地区的研究和保护力度，共同应对气候变化所带来的挑战。
海冰
七、海冰与海况
• 2、 对海水运动的影响
– – – – 减小温度年变幅 减慢流速度 降低波高 阻尼了潮汐和潮流
Байду номын сангаас
八、海冰与气候
• 1、调节季节气候
– 结冰季节，结冰过程释放结晶热，平抑季节气温 的降低； – 融冰季节，融冰过程吸收热，平抑季节气温的升 高 2、调节冰期气候 – 冰期来临，结冰过程释放结晶热，平抑冰期气温 的降低； – 冰期过去，融冰过程吸收热，平抑冰期气温的升 高
置。 7万～4万，变冷为早玉木冰期，海平面下降120米，渤 黄海完全裸露，出现“古东海大平原”黄河口东移。 5～4万年，温度回升，再次出现现在的海面高度。 3万年，最暖，水位回升，海水淹至河北沧州地区。 1.5万年前 海面下降160米为晚玉木冰期再现黄东海大 平原。 0.6万年以后转暖 ，冰期消融，海平面上升，至6000～ 7000年，淹没河北、江苏大批土地。 以后转冷，海面下降。
二、海冰的形成
1、海冰形成条件 • 海水温度降至冰点并继续 失热、相对冰点稍有过冷 却现象并有凝结核存在。 2、海冰形成过程 • 1）.当S<24.695时， Tsmax>Tf 其结冰过程同于纯水结冰过 程 • 2）.在S>24.695 时,Tf>Tfmax 其结冰过程不同于纯水结冰 过程。
二、海冰的形成
•
三、海冰分类
• 北冰洋
– 北冰洋终年被海冰覆盖； • 3～4月覆盖面积最大，约占北半球面积的5%； • 8～9月覆盖面积最小，约为最大覆冰面积的4 % ； • 多年冰的厚度一般为3～4m； • 流冰主要绕洋盆边缘流动，其冰界线的平均位置 约在58°N ； • 格陵兰是北半球主要的冰山发源地，每年约有 7500座冰山由此进入海洋，仅随拉布拉多寒流进 入大西洋的就有388座/年，其中约5%到达48°N， 0.5%可达42°N。冰山的平均界限为40°N。个 别冰山曾穿过湾流抵31°N海域。
南极罗斯海2012年夏季海冰特征分析
第２６卷第３期极地研究Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．３２０１４年９月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＰＯＬＡＲＲＥＳＥＡＲＣＨＳｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１４［收稿日期］ ２０１３年５月收到来稿，２０１３年７月收到修改稿［基金项目］ 中国极地科学战略研究基金（２０１２０３１７）、国家自然科学基金（４１００６１１５，４１０７６１２８）、国家十二五极地考察专项（ＣＨＩＮ－ＡＲＥ２０１４－０１－０１，２０１４－０４－０１）和国家十二五科技支撑计划（２０１１ＢＡＣ０３Ｂ０２）资助［作者简介］ 赵杰臣，男，１９８４年生。
研究实习员，主要从事南极海冰观测和预报研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｏｊｃ＠ｎｍｅｆｃ．ｇｏｖ．ｃｎ研究论文南极罗斯海２０１２年夏季海冰特征分析赵杰臣１ 张林１ 田忠翔１ 李明１ 惠凤鸣２ 李春花１ 韩红卫３（１国家海洋局海洋灾害预报技术研究重点实验室，国家海洋环境预报中心，北京１０００８１；２全球变化与地球系统科学研究院，北京师范大学，北京１００８７５；３海岸和近海工程国家重点实验室，大连理工大学，辽宁大连１１６０２４）提要 利用卫星海冰密集度资料和船基海冰走航观测数据分析了２０１２年１２月至２０１３年３月南极罗斯海海冰密集度、厚度和浮冰尺寸等参数的时空变化特征。
１２月下旬罗斯海西侧浮冰区南北向宽约１０００ｋｍ，沿雪龙船航线平均密集度在５成以上，平均海冰厚度为１００ｃｍ，平均冰上积雪厚度为１６ｃｍ，高密集度区域主要为尺寸较小的块浮冰（２—２０ｍ）和小浮冰（２０—１００ｍ），低密集度区域主要为大尺寸浮冰（５００—２０００ｍ）。
１月和２月罗斯海大部分海域无海冰覆盖，３月海冰迅速冻结，下旬即覆盖整个罗斯海。
ＳＳＭＩＳ和ＡＭＳＲ２两种卫星遥感数据均能较好反映航线上的真实海冰密集度状况，ＡＭＳＲ２产品与观测符合更好。
与１９７８—２０１２的气候平均值相比，观测区在２０１２年夏季冰情偏重。
本文的分析结果可帮助我们了解罗斯海海冰的时空特征，为中国后续罗斯海科考提供参考。
北极海冰的变化规律及其对全球气候的影响
北极海冰的变化规律及其对全球气候的影响北极海冰是地球上最受关注的自然现象之一。
随着全球气候变化的加剧，北极海冰的变化规律引起了科学家们的广泛关注。
本文将探讨北极海冰的变化规律以及其对全球气候的影响。
1. 北极海冰的变化规律北极海冰的变化规律涉及气候、地理和生态等复杂因素的相互作用。
科学家们通过多年的观测和模拟研究，总结出以下几个主要的变化规律。
首先是北极海冰面积的减少。
近几十年来，北极海冰面积持续减少，尤其是夏季。
这一现象主要受到全球变暖的影响，导致北极地区的气温升高，致使海冰融化速度加快。
其次是北极海冰厚度的变化。
科学家们通过利用卫星遥感和地面测量等技术手段，对北极海冰的厚度进行了研究。
结果表明，北极海冰的厚度在过去几十年内明显减少，这与海冰面积减少的趋势相一致。
最后是北极海冰的季节性变化。
北极海冰的季节性变化是指海冰在一年中的周期性变化。
冬季时，北极海冰面积扩大，达到最大值；夏季时，海冰面积减小，甚至有部分海冰完全消失。
这种季节性变化对全球气候具有重要影响。
2. 北极海冰对全球气候的影响北极海冰的变化不仅仅局限于北极地区，而是对全球气候产生广泛而深远的影响。
首先，北极海冰的减少导致了全球海平面的上升。
北极地区的海冰融化后，水分转化为液态，流入北冰洋和全球海洋，进而导致全球海平面的上升。
这对沿海地区的生态系统、经济发展和人口居住等方面都会带来巨大风险和挑战。
其次，北极海冰的减少加剧了全球变暖的速度。
海冰的存在可以反射太阳光线，减少太阳能的吸收量，但当海冰减少时，海洋暴露在阳光下，吸收更多的热量，导致海洋温度升高，进而加剧全球变暖的现象。
最后，北极海冰的变化还会对全球气候系统产生复杂的反馈效应。
例如，海冰减少会扰乱北极地区的海洋环流系统，并可能影响到增温气候带的形成和稳定。
这种反馈效应进一步加大了全球气候变化的不确定性和复杂性。
综上所述，北极海冰的变化规律以及对全球气候的影响是一个复杂而重要的研究课题。
地理高考等级复习经典知识点微专题训练38 水体结冰(含海冰) 含详解
2023地理微专题训练38 水体结冰（含海冰)一、单选题石羊河流域是我国西北地区重要的内陆河流域，南靠祁连山山脉，北邻腾格里和巴丹吉林两大沙漠。
据近55年统计发现：石羊河流域年平均结冰期的空间分布具有明显的地域性。
结冰期是指当年下半年第一次结冰出现（结冰初日）到翌年上半年最后一次结冰结束（结冰终日）所持续的日数。
右图为石羊河流域年平均结冰日数分布图。
读图回答下列各题。
1．石羊河的汛期出现在A．春季B．夏季C．秋季D．冬季2．下列四地结冰初日最早的是A．永昌B．民勤C．天祝D．凉州3．影响石羊河流域年平均结冰日数空间差异的主要因素是A．气候B．海拔C．坡向D．纬度1．B根据材料提示，石羊河流域是我国西北地区重要的内陆河流域，南靠祁连山山脉，北邻腾格里和巴丹吉林两大沙漠，可知石羊河发源于祁连山，以高山冰雪融水补给为主，夏季气温高，冰雪融水量大，所以石羊河的汛期出现在夏季。
故答案选B。
2．C读图可知四个地方结冰日数不同，根据对结冰期概念的理解，结冰期是指当年下半年第一次结冰出现（结冰初日）到翌年上半年最后一次结冰结束（结冰终日）所持续的日数，结冰日数大的地方，结冰初日早，结冰终日则晚，所以下列四地结冰初日最早的是结冰日数最大的天祝。
故选C项。
3．B石羊河流域年平均结冰日数空间差异表现在大致从南向北递减，石羊河流域南靠祁连山山脉，北邻腾格里和巴丹吉林两大沙漠，地势南高北低，所以海拔是影响石羊河流域年平均结冰日数空间差异的主要因素。
故答案选B。
贝加尔湖处于地壳断裂下陷带，是世界上最深和蓄水量最大的淡水湖。
1～5月是湖面的结冰期，但部分湖面冰层薄甚至不结冰。
每年春季湖冰消融季节，北部和西南端湖冰消融时间比中部晚。
下图为贝加尔潮示意图，据此完成下面小题。
4．贝加尔湖结冰期较长，但开始结冰的时间相对较晚，主要原因是A．受西风影响，气候温暖B．距太平洋较近，受海洋影响大C．湖水盐度高，不易结冰D．湖泊蓄水量大，湖水热容量大5．贝加尔湖部分湖面冰层较薄甚至不结冰的原因可能是A．冰层形成“温室效应”B．湖底有热泉上涌C．湖水各处深度差距大D．湖泊南北跨度大6．西南部比中部湖冰消融时间较晚的主要原因是A．湖水较浅B．纬度较低C．冬季风影响小D．有河流注入4．D 由材料可知，贝加尔湖是世界上最深和蓄水量最大的淡水湖，水体量大。
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第16卷第1期极地研究Vol.16,No.1 2004年3月CHIN ESE JOURNAL OF POLAR RESEARCH March2004研究论文南极海冰的时空变化特征马丽娟 陆龙骅 卞林根(中国气象科学研究院,北京100081)提要 依据Hadley中心提供的全球海冰密集度格点资料,利用诊断分析方法,对近35年来南极海冰的时空变化特征进行了研究。
研究表明,在南极地区,海冰平均北界和海冰总面积的变化基本一致,可以用海冰北界来研究南极海冰的时空变化特征。
南极海冰最多和最少期分别出现在9月和2月;威德尔海和罗斯海地区海冰最多、变化最大,南极半岛地区海冰最少,变化也小;近35年来环南极地区的海冰有明显的减少趋势。
南极海冰变化的时空多样性十分明显,存在着5个变化不同的区域,其中有两个区域近35年来海冰范围扩大,面积增加,而另三个区域则海冰范围缩小,面积减少。
不同区域的海冰都存在着较明显的2—3年和5—7年主振荡周期。
南极海冰时空变化特征的研究对进一步认识南极地区海2冰2气相互作用的物理过程,讨论南极海冰变异与大气环流和天气气候的关系有重要意义。
关键词 南极海冰 数学诊断 时空变化 全球变化1 引言全球气候变化是当今举世瞩目的重要课题,南极地区是全球气候变化的关键区和敏感区。
科学家们目前正力图从此发现全球气候变化的前兆。
极地是地球大气热机运转的冷源所在地,其海洋和大气状况对于全球大气环流和天气气候变化具有重要作用。
南极地区是全球地2气系统的主要冷源之一,而赤道地区则是全球地2气系统的主要热源(周秀骥,陆龙骅等,1996)。
旋转地球上冷热源的非均匀分布,正是产生大气环流的直接原因。
海冰是南极地区最重要的大气环境特征之一。
海冰的存在及其季节和年际变化,是极地海洋状况最显著和变化最大的特征。
海冰所具有的高反射率及其对海洋与大气之间热量和水汽交换的抑制作用,以及海冰生消所伴随的潜热变化,对于极地和高纬度地区大气的热量收支有着至关重要的影响,进而影响极地大气冷源的强度。
因此,极地海冰覆盖范围的变化可以通过影响极地大气冷源的强度而影响大气环流。
另一方面,由于受极地海陆分布及洋流等因素的影响,海冰地理分布不均,导致极地各区域海冰对大气环流的影[收稿日期] 2004年2月收到来稿。
[基金项目] 科技部基础工作专项资助。
[作者简介] 马丽娟,女,1979年生。
中国气象科学研究院2001级硕士研究生。
专业方向是极地气象与全球变化研究。
03极地研究 第16卷响具有明显空间差异和季节差异(周秀骥,陆龙骅等,1996)。
南极海冰的异常变化不仅影响南极地区局地能量平衡,而且对于包括海洋、大气、极冰在内的全球气候系统的稳定和变化亦会产生巨大的影响。
美国国家宇航局,美国海军等很早就对海冰气候特征进行分析,并制作全球海冰冰情分析与预报(Zwally et al.,1983;O’Lenic,1978);WMO年度气候报告和IPCC气候变化评估报告中对南极海冰变化也十分重视(WMO,2002;IPCC, 2001);Yuan等对南极海冰及全球联系,与南方涛动的关系,南太平洋海冰与大气的耦合振荡等进行了研究(Yuan et al.,2000;Kwok et al.,2002;Silvia et al.,2001)。
在我国有不少学者研究了南极海冰与我国长江流域梅雨,西太平洋副高的可能联系(符淙斌,1981;彭公炳、王宝贯,1989),讨论了南极短期气候特征、海冰涛动与ENSO及南极半岛地区气温的可能联系(周秀骥、陆龙骅等,1997;程彦杰等,2003),利用数值模式研究了南极冰雪覆盖变异对南北半球大气环流的影响(见周秀骥,陆龙骅,1996)。
这些研究工作表明,南极海冰变化与全球气候变化有密切的联系。
多年来,国内外学者对南极海冰变化特征及其对全球变化的响应和反馈进行了很多研究。
南极海冰时空变化特征的研究,对进一步认识南极地区海2冰2气相互作用的物理过程,探讨南极海冰变异对南极局地环流和全球大气环流,特别是对东亚和中国天气气候和环流的影响有着十分重要的作用。
本文根据Hadley全球月平均海冰密集度资料,利用诊断分析方法,对近35年来南极海冰的时空变化特征进行了研究,南极海冰变异对东亚大气环流和中国天气气候的影响将另文分析。
2 资料及处理方法本文使用英国Hadley中心给出的1871年1月—2002年12月共132年的全球月平均海冰密集度资料(/cgi2bin/data-browser/data-browser/badc/ ukmo2gosta//data/gice),纬向89.5°N—89.5°S、经向179.5°W—179.5°E,其空间分辨率为1°×1°,即每年每月格点数为180×360;本文选取了其中的南半球40.5°S—89.5°S, 17915°W—17915°E,纬向50个格点,经向360个格点的资料,作为南极地区的海冰密集度原始资料。
对南极地区海冰密集度的系统观测始于20世纪60年代末的卫星观测,因此在Hadley中心的资料中,1968年以前由于实测资料很少,仅给出了多年平均值(图1), 1871—1942年南极海冰平均北界均为64°S,而1943—1967年则均为64.1°S,都没有年际变化,故我们仅采用1968年1月—2002年12月共35年有较多卫星观测数据的资料来进行分析。
海冰密集度资料的数据量很大,通常使用某经度范围内海冰平均北界或对应的海冰面积来作为研究海冰变异的特征参数。
在本文中,我们定义每个经度上最靠近赤道位置,海冰密集度达0.2处的纬度为南极海冰北界;在计算海冰面积时,考虑了各单元的海冰密集度以及由于纬度变化而引起的1°×1°单元面积的变化。
图2给出了环南极海冰总面积和海冰北界的平均变化特征,显示了与前人研究结果完全一致的变化(O’Lenic,1978;周秀骥,陆龙骅,1996)。
由于海冰平均北界纬度较高时,相应的海冰总面积较少,反之亦然。
为使海冰北界变化与海冰面积变化一致,图2b中我图1 平均环南极海冰北界的逐年变化Fig.1. The annual variation of Antarctic sea ice meanextenta 海冰总面积(sea ice area )b 海冰北界(sea ice extent )图2 1968—2002年平均环南极海冰总面积和海冰北界的季节变化Fig.2. The seasonal variation of total Antarctic sea ice area and extent (1968—2002)13第1期 马丽娟等:南极海冰的时空变化特征图3 环南极各月平均海冰北界与海冰面积指数的对应关系Fig.3. The corresponding relation between area and extent of Antarctic sea ice们将纵坐标纬度表示为从大到小,本文中所有述及海冰北界的变化也都作了同样处理。
可以看出,南极海冰有显著的季节变化,2月份海冰面积最小,平均北界最南,而9月份则面积最大,平均北界最北,海冰面积和平均北界的季节变化完全一致。
由图3则可看出,各月环南极海冰平均北界与海冰总面积存在着显著的线性相关关系,相关系数达0.9859,通过了信度为0.001的显著性检验。
鉴于海冰北界的计算和观测都要比海冰面积方便,在本文中,我们统一以海冰北界作为指数,用回归分析,聚类分析,谱分析等诊断方法,综合分析研究了近35年来南极海冰的时空变化特征。
3 南极海冰的平均变化特征3.1 南极海冰的空间分布及季节变化特征图4 1968—2002年各经度南极海冰北界的变化Fig.4. The variation of Antarctic sea ice extent in longitude (1968—2002)图4给出了南极平均海冰北界的季节变化图,其中阴影区域外侧的虚线为南极大陆海岸线,细线为各月平均海冰北界。
由图可见,在东南极北界位置最靠北,但由于地形因素的影响,海冰最多的地区并不在东南极,而是在威德尔海海区(W )和罗斯海海区(R ),海冰最少的区域是南极半岛地区(P ),其次是罗斯海上游靠近东南极地区(E )。
此外,还可以看出,2月份南极海冰北界位置最南,海冰面积最小;而在冬季的9月份海冰北界位置最北,海冰面积最大。
此外,由夏到冬海冰冻结期为7个月,而由冬到夏海冰融化期只23极地研究 第16卷有5个月,即海冰融化速度快,季节短,冻结增长阶段相对较慢。
南极海冰季节变率最大的区域是威德尔海海区和罗斯海海区,季节变率最小的区域是南极半岛地区,另外,罗斯海上游地区变化幅度也较小。
3.2 环南极海冰的多年变化特征图5给出了南极海冰北界距平的多年变化,总体上看,环南极海冰有一个北界向南收缩的趋势(0.1°/10a )。
其中在80年代海冰北界向北扩展,而在70年代和90年代,海冰北界向南收缩。
变化的转折点大致出现在1980年和1991年。
Yuan and Martinson (2000)利用1978年10月—1996年12月的资料讨论过南极海冰范围的变化,指出期间南极海冰平均北界有向赤道方向扩张的趋势,这一结果与本文结论并不矛盾。
因为在不同时间段,海冰北界的变化趋势是不同的,这在图5中也可以看出。
图5 1968—2002年南极海冰平均北界多年的变化趋势Fig.5. The annual variation of Antarctic sea ice mean extent (1968—2002)3.3 各经度海冰的年际变化特征图6给出了海冰北界距平的年际变化图,其中负值(黑色)表示海冰北界位置偏北,对应的海冰面积大于平均状况,而正值(白色)则反之,对应的海冰面积小于平均状况。
由图6可以看出,南极海冰的年际变化区域差别较大,在南极半岛和罗斯海地区存在明显的涛动特征。
在70年代,当罗斯海地区海冰偏少时,南极半岛地区海冰偏多,而当80年代,南极半岛地区海冰偏少时,罗斯海地区却海冰偏多。
这与程彦杰(2002)指出的“南极海冰场在罗斯海外围和南极半岛附近的别林斯高晋海地区存在着‘跷跷板’变化特征的海冰涛动”是一致的。
由图6还可以看出,同一时间绕南极都有2—3组正负相间的距平中心,且有一个向东传递的趋势。
4 南极海冰分区及各区变化特征4.1 南极海冰的特征区域由于南极海冰的区域性差异较大,不同经度的海冰变化并不一致。
为了对其空间分布有一个较为客观的划分,本文对南极海冰的距平变化序列进行了聚类分析(陆龙骅,1984)。