别林斯高森海到罗斯海

冰盖南极截面
图4.1。南极洲显示了南极洲西部和东部的冰川冰和冰架的范围(阴影)。插图是南极西部冰盖的横切面,大部分地方都低于海平面。

在南极洲东部中心附近高于海平面数米,在南极洲西部低于海平面2538米。最大测量厚度可达4,776米(Drewry, 1983)。

南极冰盖是迄今为止地球上最大的冰体。它含有2900万立方千米的冰,约占世界冰供应的90%,约占世界淡水供应的70%。风吹雪积在地表的平均速率约为150 kg m2 yr1,并随着埋深的增加而压实。真正的冰川是形成于近海岸40米和内陆160米之间的深度。这些冰通常在重力作用下向下和向外从南极洲内陆向海岸移动,随着冰的分裂从接近零增加到最快的出口约4公里冰川。运动集中在冰流中(Bentley, 1987),这些冰流通常以每1米约1000米的速度流入陆上的山谷或出口冰川,或流入离岸突出的冰架或冰川冰舌。更多关于冰盖的细节在许多出版物中都有提及,包括Gow (1965), Drewry (1983,1986), Robin and Swithinbank(1987)和Robin(1988)。

由于其大小、组成和地理位置,冰盖是地球的一个重要特征。它影响全球气候和海平面,以及南半球的raybet雷竞技最新天气模式和洋流。它被认为对变化反应缓慢,可能是主导全球环境的动态大气-海洋-冰冻圈系统的稳定组成部分。在深处,它包含了过去20万年左右的气候、降雪、空气温度、大气气体和固体(如灰尘和火山产物)的详细记录,可能是无与伦比的。raybet雷竞技最新例如,已有证据表明,目前大气中二氧化碳的浓度比过去16万年(包括过去16万年)都要高间冰期(巴诺拉等,1987)。对冰雪中包括甲烷、铅和放射性元素在内的杂质的测量为全球污染提供了指导和基准。冰在我们的星球上扮演着并一直扮演着重要的角色,南极洲拥有唯一的大陆大小的海洋和陆地冰原,能够研究、定年、建模,甚至预测世界冰川期之前、期间和之后发生的广泛过程。南极洲也是地球上最大的地外物质(例如陨石和灰尘)的收集和保存者。在冰盖中掩埋高放射性废料的提议(Zeller et al., 1974)在发现冰盖底部的一些地方正在融化时被放弃了(Robin and Swithinbank, 1987)。

南极冰盖与全球其他地区相互作用的机制、全球进程和生物圈一般都知道,但并不总是详细的(例如,Deacon, 1984年;Oerlemans和van der Veen, 1984)。冰原的存在是气候、地理位置和地形的结果。raybet雷竞技最新南极洲本身通过强大的反馈过程对气候产生强烈影响。raybet雷竞技最新南极冰的增长和衰退扰乱了全球能源和水的收支平衡。高反照率(反射和反射的比例)入射辐射)与各种气候决定因子相互作用,影响气候系统的响应。raybet雷竞技最新堆积的冰完全改变了南极洲的颜色和地形,覆盖了整个山脉。冰原是白色的,覆盖着雪,反射了大部分入射的太阳辐射,也辐射了长波辐射。因此,一个巨大而强大的热汇形成了,它有助于推动能量和质量从太阳加热的赤道地区向极地的运输,以及大气和海洋的循环。在寒冷的南极气团和温暖潮湿的亚热带气团之间的环极界面不断形成气旋风暴和锋面波。这些风暴从西向东围绕南极洲运行,以西风风它们在南纬60°以北形成,有助于推动绕南极大陆向东流动的南极绕极流(Deacon, 1984)。天气模式和遥远北方的洋流也会受到影响。由日地关系驱动的季节变化会影响这些过程,并直接影响生物群,例如通过动物和鸟类的迁徙。

全球海平面可能是南极洲、大气和海洋之间最引人注目的联系。南极冰盖含有足够的冰,如果融化,海平面将上升约73米(Robin, 1986)。由于大部分冰盖对大气或气候变化的反应时间较慢,以及大量的变暖(高达15°C;罗宾,1986)要求。然而,最近的证据表明,冰盖的大部分增长和崩塌发生在100万年的时间尺度上,而不是以前认为的1000万年(Webb et al., 1984)。另一方面,南极西部冰盖通过大型冰架与海洋密切接触,可能容易受到海洋变化和气候变化的影响。冰盖的厚度和直径在数千年到数万年的时间尺度上波动,特别是在两者之间冰期和间冰期时期,但对其变化的精确性质和规模存在分歧(Stuiver et al., 1981;罗宾,1986)。在数百年的时间周期内,可能出现的波动可能导致海平面发生高达6米的灾难性变化。这个冰原主要位于太平洋板块南极地区

这种灾难性的海平面变化可能是由于未来的气候变暖,特别是由于“温室效应”导致大气中气体浓度增加而引起的海洋变暖(匿名者,1985年)。由于海洋的热膨胀和南极以外冰川的融化,气候变暖很可能导致海平面小幅上升(Robin, 1986)。这可能是20-140厘米(Bolin et al., 1986)。从理论上讲,更高的海平面会导致南极冰川的冰比现在稍微向南漂移。此外,可能更重要的是,较高的海洋温度可能加速冰架的底部融化和正面衰变,减少冰架的大小(Mercer, 1978;匿名的,1985)。虽然浮冰的衰变不会改变海平面,但它会减少冰架与海岸之间的摩擦,减少冰架对内陆冰“上游”施加的背压,增加陆地上的冰流(Thomas, 1979a)。大多数科学家认为,目前冰盖要么处于质量平衡(即总积累等于总损耗),要么在缓慢增厚,因此,冰盖可能开始更快地排泄,并在目前处于远低于海平面的陆地上的地区退缩(匿名者,1985年)。从理论上讲,由于大陆冰或其他冰川不稳定的自然增加或减少,这种退缩也可能自然开始。Wilson (1964), Hughes (1973), Weertman(1974)等人提出或模拟了南极冰盖,特别是南极西部冰盖可能自然变得不稳定的方式。 Such a retreat would represent a negative mass balance of (or a loss of mass from) the ice sheet.

负的质量平衡或地面冰盖的后退会给海洋和大气增加质量(水),导致海平面上升。南极洲西部的冰位于海平面以下500- 1200米,在许多地方,下面的陆地向冰盖内部倾斜(图4.1)。这些关键因素可能意味着,这种性质的退缩一旦开始,就可能变得不可逆转,导致南极西部冰盖的解体和海平面上升几米。

没有确凿的证据表明以前曾经发生过这样的解体(Robin, 1986;罗宾和Swithinbank, 1987)。此外,此类事件或抵消过程(例如,降雪量增加)的可能性、顺序或时间尺度尚不确定(Robin, 1979;匿名的,1985)。南极冰原在冰期和间冰期积雪堆积率的差异可能对海平面的升高更重要,因为冰原的大小和它所含的冰量。因此,冰原表面海拔的相应差异可能解释了上一次间冰期海平面上升7米的大部分原因(Robin, 1986)。此外,人们认为,温室效应导致的格陵兰岛和南极洲冰盖的融化和积累变化将趋于相互抵消。冰盖出口的地形和动力学也可以稳定冰盖的流量(Mclntyre, 1985)。的过程需要进一步的研究冰动力学在南极的太平洋部分南极西部冰盖的冰流流进罗斯冰架正在研究它们在这些过程中可能发挥的作用(匿名者,1985;Bentley等人,1987)。

冰盖-大气-海洋相互作用还有其他重要方面。它推动了南极海冰的年度循环,这在生物学上、后勤上和气候上都很重要。这种海冰的形成和衰变,冰架底部的融化和冰山的衰变影响盐度,从而影响密度和垂直循环南极海水,特别是生产南极底水.南极温度升高、冰山融化和产量增加将会使表面面积减少海水的密度从而改变了世界海洋的密度结构深循环.海冰范围的缩小、降雪和海冰反照率的增加,这些都是温度升高的可能后果,也会改变海洋和大气之间以及亚热带和南极地区之间的能量和水分交换。

目前还不清楚南极冰盖是在增长还是在萎缩。绝大南极洲面积再加上缺乏积雪积累的数据,冰川流而冰架的损耗使得对冰架的质量平衡进行准确的评估变得困难冰盖。raybet雷竞技最新气候变化强调了做出可靠评估的必要性,因为冰盖体积1%的变化相当于海平面上升或下降70厘米。将冰动力学模型的预测与在南极西部冰盖观察到的分层进行比较表明,在过去2万至4万年中,南极西部冰盖的很大一部分一直是稳定的,在质量平衡、冰速或形状方面没有显著变化(Whillans, 1976)。最近对整个南极冰盖的计算表明,雪和冰的总积累约为2 x 103 km3年1 (2 x 101S kg年1)(Giovinetto和Bentley, 1985年)可能几乎被流出和浪费所平衡。介于0和+ 20%之间的差异可能意味着冰盖的增长(巴德和史密斯,1985)。来自冰盖深钻孔的代理信息也得出了类似的结论(Robin和Swithinbank, 1987)。然而,冰山形成的速度可能被严重低估了,如果是这样的话,南极洲的质量可能正在减少,而不是增加(Orheim, 1985)。

研究工作仍在继续,包括开发关于南极冰的质量平衡、动态行为和衰变以及周围海域过去的气候和物理条件的各种计算机模型。raybet雷竞技最新到2100年,全球变暖可能导致海平面上升1米(匿名者,1985a;Bolin et al., 1986)和南极降雪量可能显著增加。因此,有可能会有更多的冰川冰从南极西部冰盖流入海洋。一些工人认为,这可能已经开始在海岸阿蒙森海(Stuiver et al., 1981;Hughes, 1983),尽管其他人指出那里没有发生任何不寻常的事情(Crabtree和Doake, 1982;罗宾,1986)。

继续阅读:冰架和其他海洋冰川

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