海冰的特点
海冰形式从冰冷的海水中。溶解盐——主要生理盐水,但许多其他离子well-depress海水的冰点ppt-1大约0.054°C。的意思是海水的盐度34.5 ppt,海冰形式为-1.86°C。极地水域往往比普通海水,新鲜的部分原因是有限的蒸发。盐度25 ppt和30 ppt,水在结冰-1.35°c和-1.62°c,分别。
图5.1。各种各样的北极海冰类型和季节。(一)成脊状附着于陆地的冰。(照片由安迪•马奥尼国家冰雪数据中心,科罗拉多大学。)(b) 1周ice-nilas-forming在雷克雅未克港口,2000年12月。(作者照片。)(c)夏的浮冰,Tanquary峡湾,埃尔斯米尔岛西北部,加拿大。(照片由j·杜马斯。)(d)荷叶冰在白令海。(照片由r·贝恩NOAA队)。
图5.1。各种各样的北极海冰类型和季节。(一)成脊状附着于陆地的冰。(照片由安迪•马奥尼国家冰雪数据中心,科罗拉多大学。)(b) 1周ice-nilas-forming在雷克雅未克港口,2000年12月。(作者照片。)(c)夏的浮冰,Tanquary峡湾,埃尔斯米尔岛西北部,加拿大。(照片由j·杜马斯。)(d)荷叶冰在白令海。(照片由r·贝恩NOAA队)。
一年级在极地海冰形式在秋天。新冰有很多五颜六色的术语来区分它,包括冰壳、油脂、泥浆、荷叶冰。图5.1说明了在北极海冰类型的光谱,包括新鲜的荷叶冰在白令海,夏的浮冰加拿大高北极,一个发育完全的冬季冰雪覆盖的波弗特海在阿拉斯加北坡(附着于陆地的冰)。
海冰是由盐水、冰晶、空气和固体盐。一旦有核,海冰沉积提供了一个平台,迅速积累雪。盐水口袋被困在第一年海冰给它盐度值一般在5 - 15 ppt。海冰在夏季融化季节,到达熔点(0°C)和渗透,与水和盐水运输以及晶间静脉。通过这一过程增强海冰盐水拒绝。出于这个原因,多年冰,在夏季融化季节,只有盐度的痕迹。
海冰变稠的秋天和冬天,从下面通过基底吸积,或沉积。热力学的第一年冰是自限性的厚度约2米,或小于这个当海冰披上了厚厚的积雪。在厚度除此之外,海洋是有效地隔绝寒冷的大气温度,和海洋热通量海冰的基础是平衡的,向上通过冰雪热传导。厚冰的发展通过机械培土收敛下,压缩和覆盖(漂流)的浮冰。压力脊厚度可以达到10 - 20米。
在春季和夏季的北极和南极,一年级的大部分冰融化或者是低纬度地区的流水。幸存的夏天变得多年冰,经过进一步增长阶段(热力学和起垄),一般达到几米的冰厚度。
图5.2块的测量和建模估计冬天北极和南极海冰的厚度分布。图5.2中的厚多年海冰明显是冰收敛的结果对加拿大北极群岛和格陵兰岛北部,使厚度约5米。这些数据代表一个快照从2月到2005年3月,来自卫星测高在北极盆地。每年的冰厚度不同,但这种通用地理模式是持久的。在南极洲,径向对称的冰层厚度模式是显而易见的,与冰有关分歧远离海岸。厚冰沿海岸地区显示多年冰的冰收敛,在西方威德尔海尤其显著,冰对南极半岛成堆。
在夏季融化季节,大气的热量通量的主要动力是海冰融化,虽然也有基底融化从海洋热通量。开始逐渐融化由于季节性积雪反照率高。雪切除后,熔体池形成冰表面(例如,图1.2),反照率显著降低,收益迅速融化。在北极,更多
图5.2。冬季海冰的厚度分布北极盆地(a)和(b)南大洋。(一)北极冰层厚度从2006年3月,来自卫星测高(郭et al ., 2009)。(图片由美国宇航局戈达德科学可视化工作室。)(b)的意思是9月海冰厚度的区域(环极)配置一个有限元sea-ice-ocean模型。(图片由拉尔夫·Timmermann阿尔弗雷德韦格纳研究所)。
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 l。年代2.0 3.0 4.0年代冰层厚度(m)
一半以上的冰包通常在夏季融化,南半球和超过85%的海冰融化每年夏天(见表1.1)。
尽管在北极气候变暖raybet雷竞技最新是感受到(第九章),每年的这个季节周期是非常一致的。图5.3块北极和南极海冰范围1990 - 2000年期间,基于微波遥感测量的每月的意思是冰。海冰范围指的是至少15%的海冰覆盖面积;因此冰程度大于冰区域。这个数字证明了季节性日晒周期管理的整体优势的海冰覆盖;气候系统的其他方面,比如可变性在风力、压力raybet雷竞技最新,和海洋条件,影响同比冰异常但这些很难辨别如图5.3所示。
北极盆地的几何也是一致的最大的手在北方冬季海冰的范围;冬天很冷,以至于大部分冰封北极盆地每年,程度有限,定义的大洲。南极海冰不是continen-tally约束,但其年度最大也非常一致,由“消融墙”强加的南极绕极流的相对温暖的水域。这些情节表明总冰盖在每个半球;区域冰层覆盖更多的变量。
图5.4块海冰的地理范围的最小值和最大值的时候每个半球冰层覆盖。白色区域表明最小和最大冰区段2009年,和黑色线条,北半球b。南半球,北半球
个月(1990 - 2000)
图5.3。每月的海冰范围在北半球(a)和(b)南半球,1990年1月至2000年12月。(数据来自美国国家冰雪数据中心)。
个月(1990 - 2000)
个月(1990 - 2000)
图5.3。每月的海冰范围在北半球(a)和(b)南半球,1990年1月至2000年12月。(数据来自美国国家冰雪数据中心)。
表明中值月海冰的范围为1979 - 2000年期间。
极地海洋不受连续、均匀的冰。相反,海冰是打开水的混合物组成,浮冰,和附着于陆地的冰,以及偶尔的冰山,从陆地冰质量和被夹带在海里冰。海冰浓度指的是在一个地区冰盖的面积分数。附着于陆地的冰,通常被称为固定冰,冻到岸边,也可以固定在海底的浅,近岸环境。它与潮汐,但另有固定膨胀。冰盖在附着于陆地的冰通常是连续的。相比之下,为海洋浮冰是不连续和高机动性。浮冰漂移速度的0.1 s - 1,由洋流和风应力驱动的
Ic»程度:29 f {kmin2 x 106平方公里icetaxtemtn1:9ii x 10
图5.4。最大和最小海冰范围(a, b)的北半球和南半球(c, d)。所有情节都显示2009年每月的最小和最大冰区段,以及1979 - 2000年期间的中值(黑线)。(数据来自美国国家冰雪数据中心)。
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图5.4。最大和最小海冰范围(a, b)的北半球和南半球(c, d)。所有情节都显示2009年每月的最小和最大冰区段,以及1979 - 2000年期间的中值(黑线)。(数据来自美国国家冰雪数据中心)。
并受科里奥利偏移。浮冰,也叫做流冰,由浮冰,打开水的混合物,后者采取的形式冰穴(开放区域)或浮冰之间(裂缝)。开放水域的区域是热源和大气水分通量。每年许多冰穴是持久的特性,作为开放水是由海冰散度(由于维护盛行风或电流)或上涌温暖的海洋水域。
在北极浮冰,在波弗特携入的环流可以通过北冰洋流域流传好几年之前出口到北大西洋通过弗拉姆海峡和加拿大北极群岛的渠道。东格陵兰电流是一种“sea-fce巷”,大量的海冰每年向南流水,包括厚,mul-tiyear冰。令人敬畏的弗里德约夫·南森承认这和许多其他的细微差别在他航行在北极海冰在1800年代末。南森这冰的方法来描述格陵兰岛东南部1888年夏天,前不久登陆完成第一次穿越格陵兰冰盖:
它不能认为这冰漂移北极的海洋形成一个单一连续的领域。它由聚合较大和较小的浮冰,可能达到30或40英尺的厚度,甚至更多。这些浮冰是如何形成的,他们来自尚未确知的,但必须是在大海遥远在北方,或者对西伯利亚海岸,迄今为止,没有人强迫他。承担在极地电流,冰是沿着格陵兰岛东海岸向南。
厚,多年冰流行风堆积冰在盆地的部分地区,如加拿大北极群岛北部海岸(图5.2)。厚厚的浮冰南森观察到向南漂移是多年冰从群岛或被卷入的波弗特海环流经过北极的漂移,通过弗拉姆海峡出口。在南极地理要简单得多。海上的风从大陆向北推冰,给不同的冰包多年冰。这种离岸出口非常有效在一年级冰层融化,给予强烈的夏季最低在南大洋,如图5.3所示。
这些过程也给系统在每个极地冰浓度的差异;北半球的平均年冰浓度是83%,和72%在南半球。在北半球,平均(1979 - 2010)冰面积变化从4.8 X 13.6 X 9月106平方公里106平方公里。冰同期区段范围从6.6到15.5 (X 106 X 106平方公里。在南半球,冰面积和范围为1979 - 2010年期间范围从1.9 X 106 14.5 106 106平方公里和3.0 X 18.8 X 106平方公里,分别用最小和最大9月2月。很难估计hemispheric-scale卫星观测前冰面积和程度。
而季节性日晒周期和近年地理形状的海冰范围在每个半球,in-terannual和年代际变化在海冰厚度和浓度受到空气的影响温度、海洋热通量、海洋环流、地表的风和大气压力模式,驱动。正如前面所讨论的,盛行风可以集中冰海岸线,支持厚,多年冰,或者他们可以开冰散度和出口。因为这些气象控制是直接,海冰对气候变化迅速调整和改变。raybet雷竞技最新一个异常温暖的夏季海冰会导致损失,许多积极的反馈,包括本地和减少regional-s风度反照率、太阳能辐射的水加热,增加合理的和长波传热的打开水大气边界层,云层上打开水的影响。在北极,这些积极的反馈为多年“记忆”鉴于和年代际变化冰体积。有那么多年冰在南半球,所以sea-i ce体积在南大洋有更少的内存;热力学过程生产年际变化但有限的年代际变化。
异常详细视图的冰面积、程度和运动可供现代,卫星时代(例如,图5.2 - -5.4),而其他方面的海冰是很难量化的。特别是,盆地规模的测量冰层厚度是难以捉摸的。有许多当地的观察,upward-directed声纳海底调查提供良好的横断面数据,但是海冰不断发生变化。重复声纳沿着某一横断面调查提供冰厚变化的信息随着时间的推移,但他们不讲述完整的故事。年际变化漂移或收敛的浮冰可以给大厚度差异的地区虽然可能有很少或没有盆地冰总量的变化。
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