[科普中國(guó)]-海冰：海洋世界的超級(jí)殺手

能瞬間讓浩瀚的海面上冷靜下來(lái)的，非海冰莫屬了，這個(gè)海洋的殺手，會(huì)扮演很多種角色，在海洋世界大顯神威。當(dāng)溫度回升時(shí)，它就會(huì)乖乖隱匿，消失在海水里?？梢哉f(shuō)，溫度決定它的來(lái)去。

冰山

神秘冰山的前世今生

積雪的厚度能達(dá)到數(shù)千米的地方，是南極大陸和北極格陵蘭島，那兒終年白雪皚皚。松軟的雪花在厚雪的自身壓力下，漸漸變成密實(shí)的可以移動(dòng)的冰體，并順著山體的斜坡向下滑動(dòng)，形成冰川，最后滑到海水里。當(dāng)海水與冰相撞，先和海水相遇的冰蓋或冰川會(huì)首先斷裂入海成為冰山。在洋流和風(fēng)力的推動(dòng)下冰山在海面上漂流。

構(gòu)成冰山的冰體壽命平均都在5000年以上。冰的密度約為0.917千克/立方米，小于約為1.025千克/立方米的海水密度。冰山約有90%。體積非常結(jié)實(shí)沉在海水表面以下，極地海洋運(yùn)輸?shù)呢瑝?mèng)就是遭遇冰山，是非常危險(xiǎn)的。冰山撞船事件最著名的，是“泰坦尼克號(hào)”在1912年遇難。每年約有1萬(wàn)多座冰山從格陵蘭西部冰川產(chǎn)生。南極的冰山比北冰洋的冰山數(shù)量多，體積巨大。冰山的長(zhǎng)度超過(guò)8000米的并不少見(jiàn)。2000年3月，面積達(dá)到1.1萬(wàn)平方千米的冰山從南極羅斯冰架崩裂下來(lái)，比北京市的面積還要大?，F(xiàn)在已知的面積約16萬(wàn)平方千米的最大冰山生成于法國(guó)南極基地附近，面積和亞洲國(guó)家文萊差不多大。冰山在海中，海水最低溫度只有-2°C左右，于是開(kāi)始融解。在陸地上的溫度都低于-10°C，甚至達(dá)到零下幾十?dāng)z氏度。

當(dāng)南極大陸的冰山向北、北極格陵蘭的冰山向南漂移過(guò)程中，隨著海水溫度逐漸升高，冰山會(huì)隨著海水的溫度加速融解、斷裂，逐漸還原成淡水與海水混合。冰山的壽命因?yàn)榄h(huán)境因素長(zhǎng)短不一，短的一兩年內(nèi)就會(huì)消失，長(zhǎng)的可能漂流10年左右。因?yàn)楸蕉际堑隙?，所以是極為寶貴的淡水資源，人類(lèi)目前還不能充分利用這一巨大的資源庫(kù)。

北冰洋上的浮冰和積雪

冰雪會(huì)從北冰洋上消失嗎

目前，冰雪正以比原先預(yù)想更快的速度在北極地區(qū)消融。從1984～2012年，北極氣候變暖約是全球平均水平的兩倍，當(dāng)格陵蘭島的平均氣溫升高了1.5°C，而同期全球升溫平均值為0.7°C。

其次，夏季消融期也加速了海冰的融化。像冰齡年輕化、海冰厚度明顯減小、冰面融池，增多也是直接因素。北極地區(qū)氣候狀態(tài)可能影響全球，把它稱(chēng)為地球的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)也不為過(guò)，那里的冰雪厚度非常重要。隨著冰雪在北極圈的消融，極端氣象災(zāi)害在東亞地區(qū)加劇，導(dǎo)致了亞歐大陸冬季冷冬頻繁出現(xiàn)，引發(fā)了中國(guó)春季、冬節(jié)的氣象災(zāi)害頻繁發(fā)生。北極冰的厚度和面積由于全球變暖，急劇減少。像北極熊依賴(lài)浮冰作為休息，捕捉海豹，處境十分困難。它們?cè)谙募菊业綏⒌母”芜^(guò)很長(zhǎng)的距離，這樣會(huì)消耗體力、筋疲力盡、體重減少，甚至溺斃。有些北極熊只好吃自己的幼崽，因?yàn)橐捠碂o(wú)門(mén)，所以，北冰洋的冰雪不但對(duì)人類(lèi)生存重要，對(duì)動(dòng)物生存同等重要，如果繼續(xù)惡化，會(huì)有些動(dòng)物會(huì)為此消失。

對(duì)于北極海冰未來(lái)的演變趨勢(shì)，人們目前存在兩種截然不同的觀點(diǎn)。消極的觀點(diǎn)認(rèn)為，到2030年夏季將出現(xiàn)無(wú)冰的北冰洋，北極海冰減少的趨勢(shì)是不可逆轉(zhuǎn)的。積極的觀點(diǎn)認(rèn)為，北極海冰是可以恢復(fù)的，消融是階段性的。持積極觀點(diǎn)是，短期的海冰減少，是氣候系統(tǒng)自身年代際的變化造成的。根據(jù)觀測(cè)資料表明，2008—2010年的北極海冰面積與2007年相比，出現(xiàn)了連續(xù)三年在9月的增加，在2011年又明顯減少。

所以，需要繼續(xù)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)對(duì)北極海冰演變的認(rèn)識(shí)，并開(kāi)展更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究，防患于未然。從全球變暖，我們可以知道，地球是我們共同的家園，需要每一個(gè)人關(guān)懷、愛(ài)護(hù)。

死亡冰柱

“死亡冰柱”是怎么形成的

在南北極的海底，常常能看到，從海面一直延伸到海底的細(xì)長(zhǎng)冰柱，神話故事經(jīng)常把死神白色手指描寫(xiě)成這樣，只要生命與它輕輕觸碰，瞬間會(huì)冰封在原地！海底生命在海底冰柱面前是那么的脆弱，不堪一擊！由于人們驚嘆于海底冰柱對(duì)海底生物的殺傷力巨大，形象地稱(chēng)作“死亡冰柱”。這樣讓動(dòng)物心生恐怖的“死亡冰柱”如何形成的呢？為什么只在南、北極地區(qū)現(xiàn)身？

原來(lái)，之所以會(huì)形成“死亡冰柱”，是海水在極地地區(qū)遭遇極度嚴(yán)寒后，從海冰中會(huì)析出新形成的鹵水。鹵水是富含鹽分的液態(tài)水，由于密度大于海水，所以當(dāng)海水遇冷結(jié)冰時(shí)，它不會(huì)結(jié)冰，還要再接受適宜結(jié)冰的溫度。

在南、北極地區(qū)的冬季，海面上遍布海冰。海冰上下的溫度是有區(qū)別的，海面通常低于-20°C，海水有海冰保溫溫度僅為-1.9°C左右。極度寒冷的空氣把低溫向溫暖的海水中傳遞，在海冰底部就形成新的海冰。鹵水會(huì)因?yàn)榈诇囟?，不斷從新形成的海冰中析出，析出的鹵水密度明顯大于下面的海水，在海冰中會(huì)匯集成一條條面水流，向下沉降。低溫的鹵水在下沉過(guò)程中，與較溫暖的海水接觸，周?chē)暮Ｋ畷?huì)跟著結(jié)冰，這樣就形成了中間是鹵水，外層是海冰的奇特冰管。這根奇怪的冰管如果不斷向下延伸凝結(jié)，會(huì)形成細(xì)長(zhǎng)的管狀冰柱，這就是“死亡冰柱”的形成了。當(dāng)“死亡冰柱”到達(dá)海底后，不會(huì)就此停止，會(huì)繼續(xù)貼地延展。它魔鬼般的本性這時(shí)方才顯露出，那些躲避不及的海底生物瞬間就冷凍起來(lái)了?！八劳霰睙o(wú)聲地向世界炫耀冰凍的強(qiáng)大摧毀力，我是魔鬼我怕誰(shuí)！

由此可見(jiàn)，南、北極海面上極度寒冷的氣溫，是“死亡冰柱”主要形成的原因。不斷向海底延伸生長(zhǎng)的“死亡冰柱”，必須從海面有源源不斷的低溫傳導(dǎo)，這才是維持“死亡冰柱”勢(shì)力范圍的關(guān)鍵。從低溫角度來(lái)說(shuō)，海面溫度直接控制了“死亡冰柱”延伸的直徑和長(zhǎng)度。冰柱在海面回暖后，海水會(huì)慢慢將它們?nèi)诨?，這些從海面向下的魔爪才會(huì)徹底消失。到了季節(jié)會(huì)再次出現(xiàn)，周而復(fù)始，生生不息。

冰災(zāi)

冰災(zāi)為什么會(huì)出現(xiàn)在海上

臺(tái)風(fēng)和海嘯是海洋中人類(lèi)最熟悉不過(guò)的自然災(zāi)害，這些給人們的生活、生產(chǎn)帶來(lái)巨大影響的海洋災(zāi)害，不但危機(jī)了人類(lèi)，海洋也深受其害，會(huì)遭遇到嚴(yán)重的海冰威脅。

主要發(fā)生于海灣、近海和內(nèi)海地區(qū)的海冰災(zāi)害，通常指海上因?yàn)闇囟鹊?，海水表層大范圍封凍的現(xiàn)象。海面被海冰凍結(jié)后，厚度可達(dá)幾十厘米至幾米。中國(guó)曾數(shù)次遭遇過(guò)海冰災(zāi)害的襲擊的有渤海、黃海北部的部分海域。波瀾壯闊的渤海和黃海北部在2009年12月，冷空氣不斷入侵下，海水陸續(xù)出現(xiàn)結(jié)冰的現(xiàn)象。該海域內(nèi)的海冰范圍到了2010年1月4日至8日迅速擴(kuò)大，一直持續(xù)到2010年2月，成為30年來(lái)最嚴(yán)重的冰情。被厚厚的白色冰雪所覆蓋的黃海和渤海，曾經(jīng)洶涌澎湃的現(xiàn)象，剎那間凝固成了“冰塑”的世界。被海冰凍結(jié)的渤海超過(guò)50%的海域。無(wú)獨(dú)有偶，1967年渤海經(jīng)歷過(guò)更為嚴(yán)重的可怕的大冰災(zāi)，海面成了巨大的冰雪平原，整個(gè)渤海灣被平均厚度超過(guò)半米的海冰封住，浩瀚的渤海仿佛一瞬間變成了平原，船舶孤零零地聳立在冰雪之上，寸步難行。

幸運(yùn)的是，極端海洋災(zāi)害并不會(huì)頻繁發(fā)生。因?yàn)橹挥锌量痰臍夂驐l件才能形成海冰災(zāi)害。前期大面積降雪、持續(xù)低溫、極端冷空氣襲擊，才是其形成的重要條件。只有持續(xù)低溫，海水的溫度不斷降低，還要發(fā)生大面積的降雪，提供凝結(jié)核，這是海冰結(jié)晶所需要的，接下來(lái)是極端冷空氣的駕臨，促進(jìn)在海面上的形成海冰，海冰面積迅速擴(kuò)增。如果有多股冷空氣不斷襲擊，海水溫度不能回暖，海冰的面積會(huì)越來(lái)越大，越來(lái)越厚。

造成巨大影響和危害的是養(yǎng)殖、捕撈、航運(yùn)和海上石油開(kāi)采等。大面積的海面結(jié)冰，對(duì)于海洋生態(tài)系統(tǒng)而言，將導(dǎo)致海水缺氧，海水鹽度也會(huì)改變，海洋魚(yú)類(lèi)及底棲生物的生存也會(huì)受到嚴(yán)重威脅，區(qū)域生態(tài)環(huán)境平衡遭到破壞。

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