理论教育 海洋水文测量:海冰的形成、特性与分布

海洋水文测量:海冰的形成、特性与分布

时间:2023-09-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:海水最大密度温度随盐度的增大而降低的速率比其冰点随盐度增大而降低的速率快,当盐度低于24.695时,结冰情况与淡水相同;当盐度高于24.695时,海水冰点高于最大密度温度。在平静的海面上,也可由初生冰直接形成。固态海冰主要集中在南极洲和北冰洋等高纬度地区。

海洋水文测量:海冰的形成、特性与分布

1.海冰的形成

海冰形成的必要条件是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。

海水最大密度温度随盐度的增大而降低的速率比其冰点随盐度增大而降低的速率快,当盐度低于24.695时,结冰情况与淡水相同;当盐度高于24.695时(海水盐度通常如此),海水冰点高于最大密度温度。即使海面降至冰点,但由于增密所引起的对流混合仍不停止,只有当对流混合层的温度同时到达冰点时,海水才会开始结冰。所以,海水结冰可以从海面至对流可达深度内同时开始。海冰一旦形成,便会浮上海面,形成很厚的冰层。

2.海冰的分类

(1)按结冰过程的发展阶段分类

初生冰:最初形成的海冰,都是针状或薄片状的细小冰晶;大量冰晶凝结,聚集形成黏糊状或海绵状冰,在温度接近冰点的海面上降雪,可不融化而直接形成黏糊状冰。在波动的海面上,结冰过程比较缓慢,但形成的冰比较坚韧,冻结成所谓的莲叶冰。

尼罗冰:初生冰继续增长,冻结成厚度约l0cm有弹性的薄冰层,在外力的作用下,易弯曲,易被折碎成长方形冰块。

饼状冰:破碎的薄冰片,在外力的作用下互相碰撞、挤压,边缘上升,形成直径为30cm至3m,厚度为10cm左右的圆形冰盘。在平静的海面上,也可由初生冰直接形成。

初期冰:由尼罗冰或冰饼直接冻结一起而形成厚10cm~30cm的冰层,多呈灰白色。一年冰:由初期冰发展而成的厚冰,厚度为30cm至3m。时间不超过一个冬季。

老年冰:至少经过一个夏季而未融化的冰。其特征是,表面比一年冰平滑。(www.daowen.com)

(2)按海冰的运动状态分类

固定冰是指与海岸、岛屿或海底冻结在一起的冰。当潮位发生变化时,能随之发生升降运动。其宽度可从海岸向外延伸数米甚至数百千米。海面以上高于2m的固定冰称为冰架;而附在海岸上狭窄的固定冰带,不能随潮汐升降,是固定冰流走的残留部分,称为冰脚。搁浅冰也是固定冰的一种。

流冰(浮冰)是指自由浮在海面上,能随风流漂移的冰。它可由大小不一、厚度各异的冰块形成,但由大陆冰川或冰架断裂后滑入海洋且高出海面5m以上的巨大冰体——冰山,不在其列。

3.海冰的分布

海冰和冰山是高纬度海区特有的海洋水文现象。固态海冰主要集中在南极洲和北冰洋等高纬度地区。

北冰洋终年被海冰覆盖,覆冰面积每年3~4月最大,约占北半球面积的5%;8~9月最小,约为最大覆冰面积的3/4;多年冰的厚度一般为3~4m。流冰主要绕洋盆边缘运动,其冰界线的平均位置约在58°N。

南极大陆是世界上最大的天然冰库,全球85%的冰集中于此,周围海域终年被冰覆盖,暖季(3~4月)覆冰面积为(2~4)×106km2,寒季(9月)达(18~20)×106km2。南极大陆周围为固定冰架,一年冰的厚度多为1~2m;在南太平洋和印度洋流冰界分别在50°~55°S和45°~55°S,南大西洋则更偏北,在43°~55°S。

我国渤海和黄海北部,每年冬季有不同程度的结冰,冰期约3个月,冰厚20~40cm,大多数为海上浮冰,对航运海洋资源开发影响不大,但在个别异常严寒的冬季(如1936年、1969年),渤海出现大量海冰,封住了一些港口和航道。1969年冬,浮冰使渤海一石油钻井平台倾翻。

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