南极和北极的海冰
出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第665页（4165字）
南极和北极海冰占海洋总面积的7%。
海冰和南极大陆、格陵兰岛上的冰盖不同。海冰是在海洋表面大气和海洋热交换敏感反应而形成的一层薄膜；既是热的不良导体，也是反照率极高的物体。因此海冰是海洋和大气之间热交换的屏障。海冰的成长和融化使海洋混合层上部的盐分发生变化。
冰厚和范围的变化直接影响到太阳辐射能向海水中的传输，再加上海冰的季节变化和年际变化都非常大，所以海冰是制约极地冷源的重要因素。海冰的异常与否与全球气候关系极为密切，所以海冰在全球气候变化的研究中已越来越引起世界气象学家和海洋学家的关注。两极海冰的总质量和总面积的值，不同专家计算的数字有一定差异。Kotlyakov(1984)报导，总质量是3．48×1013t，年生成量为3．33×1013t。
平均寿命是1．05年(北极冰是1．3年，南极冰为0．8年)。
平均面积为(26±3)×106km2。平均冰厚为1．5m，北极平均海冰厚为3～5m，南极平均冰厚为1～2m。由于南极和北极陆地分布的差异，两极海冰的分布特征有明显的差异。
南极海冰呈现带状绕南极大陆，北侧是宽阔的环球大洋，海冰范围大约从70°S南极大陆的沿岸至55°S或者更北。南极海冰的主要源地是罗斯海、别林斯高晋海、威德尔海以及南极沿岸带。
南极海域从3月中下旬开始结冰，先结成薄冰后形成浮冰群，冰受波浪和潮汐的影响有时破碎，致使冰片互相堆积，形成2～3m厚的多层冰，大量的积雪使冰下沉常常使冰面低于水面。10月下旬～11月冰开始融化。
2月份海冰最少，这时绝大部分沿岸地段冰带不超过50英里，个别地区冰一直破碎至岸边。南极海冰冰量变化非常大，夏季(2月)≥50%，冬季(9月)≥80%。
冰密集度的冰范围分别是400×107m2和2000×107m2，冬季约是夏季的5倍。解思梅、郝春江(1993)计算了净冰面积(不包括冰间水域)2月是319×107m2，9月是1684×107m2，冬季是夏季的5．2倍。
北极海冰被大陆包围在70°N以北的北极海盆里，所以即使夏季也仍然有多年性冰存在，不能自由的向南面大洋里漂移，冬季也不能自由向南扩展。因此北极海冰范围的季节变化不大，冰厚比南极海冰厚。Zakharov(1981)计算了北极海冰范围的面积，夏季(9月)是792×107m2，冬季(2月)是1231×107m2，冬季仅是夏季的1．6倍。北极海冰的净冰面积，冬季(3月)1507×107m2，夏季(9月)682×107m2，冬季是夏季的2．2倍。
北极海冰受到大陆的制约，易形成冰丘和冰脊，夏季气温升高，日照时间长，表面融化，使冰丘平坦化。
冰山是南北两极海冰中的重要成员。
南极的冰山是由南极冰原周围的冰舌(ice stream)、冰架崩解(calving ice)产生的。冰山的北限大致与海洋锋一致，冰山的平均寿命为13年，为北极冰山寿命的4倍。南极海冰的冰山和大小可分为巨台型、台型、圆顶型、倾斜型和破碎型。最常见的平顶台型。冰山一般长数千米到数十万米。高出海面几十米。
高出海面的高度与长度之比在1／5～1／20的范围。
一般说来，由于重量的原因，冰山越大，高出海面的高度越小。1956年美国曾观测到长333Km，宽96km罕见的大冰山。1956年英联邦的空中侦察小组发现了在南极半岛以东的菲尔希纳陆缘冰上有几处相当大的裂缝，到1986年9月崩解成了3座大冰山，被科学家命名为A23，A24，A25。
这3座大冰山的总面积为13000km2。这些冰山漂移到了威德尔海后，底部陷入浅海停止了漂移。1991年初A24又重新自由地漂移，进入了大西洋。
冰川学家通过卫星和船只一直对A24进行跟踪(美国对A24跟踪观测达4000km)，他们预计，另外两座冰山A23和A25总有一天也将步其后尘。
A24冰山的冰含量超过了整个南极区常年一年的积冰量。A23和A25的含冰量与A24大致相当。为什么会一下子分裂出这么多的冰?据专家分析，这可能是全球气候变化的一个迹象，也可能是南极州陆缘冰演化的一个正常部份。
历史上有几个时期经常见到冰山。
例如，1885年在霍恩角附近、1984年在26°S接近南回归线的低纬度海域发现了冰山。20世纪20年代和30年代在南大洋里也能频繁地看到冰山。这些冰山的生成可能也是象A24那样巨大的碎冰块。1967年，埃默里陆缘冰与芬尔陆缘冰相撞，撞下了一座8000km2的巨大冰山，被命名为特罗尔通加冰山，直到1979年才破碎消失在南非沿海，持续了长达13年之久。
北极的冰山主要是在格陵兰岛西岸冰河口外诞生的，之后流入大西洋。北极海盆常常有表面平坦类似于南极的台状小冰山，厚度10～50m大小从数千米到几万米。
南北两极海冰的观测。1772～1774年，库克船长率领的船队环绕南极，对海冰进行了观测。
之后有别林斯高晋、威德尔等着名航海家也多次对南极海冰进行了观测。对北极海冰的观测从公元860年就开始了。
以冰图的形式记录始于1900年，由丹麦气象局制作。从1937年起前苏联发布北极部分业务化的冰图。
由于两极环境恶劣，再加上冬季的极夜期，连续观测获取全面的海冰资料极度困难。20世纪60年代进入了卫星时代，特别是自1973年以来，美国NOAA系列卫星和Nimbus系列卫星上装载了甚高分辨率辐射仪(AVHRR)和微波辐射仪，解决了大范围两极海冰密集度观测和利用微波亮度温度确定海冰外缘线，解决了极夜期的海冰监测问题，再加上船舶、航空和岸边岛屿测站观测资料，经过综合处理后便可获取可信度较高的连续性的极冰资料。世界资料中心(WDC-A)、美国联合冰中心将卫星资料和实地观测资料同化后提供了统一格式的冰资料SIGRID格式磁带。这些资料为极冰的研究，以及极冰对全球气候变化的研究创造了必要的基础条件。
90年代世界气候研究计划(WCRP)提出开展南极冰厚监测计划(AnITMP)，解决卫星遥感所不能解决的问题，冰厚监测的主要仪器是仰视声纳(ULS)。中国自1985年以来先后在南极建立了长城站和中山站，逐渐开始了对南极海冰的观测工作，从1992年开始正式按照世界气象组织规定的国际标准化海冰观测规范进行了船舶、飞机和地面站的海冰观测工作。
1992～1993年第9次南极考察队又在南极建立了两个高分辨卫星遥感监测站。
根据世界资料中心、美国冰联合中心提供近期资料，计算了两极海冰的净冰面积指数并分析其距平变化趋势，发现南极海冰20世纪70年代前期为多冰期(1973～1975)，70年代后期为少冰期(1976～1980)，80年代前期为正常(1981～1984)，80年代中期为少冰期(1985～1987)，后期又转向正常趋势(1988～1989)。总趋势虽体现出周期性的变化，但70年代(1973～1975年)出现多冰期是非常显着的，后期属周期性振荡的衰减趋势。另外由于南极冰区域的差异其变动规律不同。威德尔海冰的变化差异最大，出现过2次明显的多冰期(1973～1974，1979～1980)。而罗斯海域和东南极海域恰恰相反1980年，是明显的少冰年。
北极海冰变化的总趋势与南极冰的共同之处是80年代中后期为少冰期，均为负距平期。70年代(1972～1980)为多冰期，均为正距平期，其中中期少，初期(1972～1973)、后期(1978～1980)多。80年代中后期两极海冰均属少冰期，并且其变动趋势均是衰减性的低频振荡周期，南北两极海冰的长期变动趋势及其异常对于全球气候的影响正在成为当今的热门研究课题。
。【参考文献】：
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(国家海洋环境预报研究中心解思梅研究员撰；包澄澜审)