论文部分内容阅读
1912年,英国的大型客轮“铁达尼”号在北大西洋航途中,被冰山撞沉,1635人葬身大海,是世界航海史上最惨痛的一次事件。事后,人们为避免类似的海难重演,建立了海冰巡逻机构,向在大洋上航行的轮船报告冰山源流情况。
我国地处温带和热带区域,每年冬季,只有纬度较高的渤海和北黄海能出现海面结冰现象,至于象撞沉巨轮“铁达尼”号的冰山,在中国的海域是看不到的。
从渤海结冰谈起
每当隆冬降临,站在渤海之滨极目远眺,眼前是一片望不到边的茫茫冰原。诗人们常以“千里冰封”来形容渤海结冰之雄伟,不过这是一种艺术夸张。实际上渤海冬季的结冰,极少达到“千里”的范围。据科学考察,渤海沿岸的固定结冰区通常只向海里延伸1～5公里,浮冰区的范围要更广一些,但最大也不超30公里。能用“千里冰封”来形容的,本世纪以来恐怕只有1936年1～2月间和1969年2～3月间发生的两次特大冰封。当时整个渤海几乎全被海冰封住了。渔船和进出塘沽、秦皇岛等港口的中外轮船,都被冻在海上。估计当时海冰的厚度一般有20～30厘米,最厚可达1米。而由碎冰堆积形成的冰丘,最大者约有三层楼高。这是已知的渤海历史上的最大冰情。
但是,要把渤海结冰与地球上主要的冰雪世界——极地区域相比,那不过是小巫见大巫罢了。据科学家估计,在地球上的南极和北极海洋上,仅常年不化的海冰,大约就有1000万平方公里。这还不包括极地大陆上的冰盖呢!
北极海冰的核心部分是极地冰丛区域。它是千万年来集结的冰群,常年不化,在平坦地方它的厚度为3～4米,而在多冰群地区则厚达20～25米以上。南极大陆的98%常年为冰雪覆盖着,冰盖平均厚度1～2千米,体积有2850万立方公里。而周围海域上的海冰,在冬季,结冰区可达2000多万平方公里,夏季结冰区缩小,最小面积时约为350万平方公里。海冰的厚度仅为1～2米,堆积的冰丛也不过2～3米厚,比北极海冰要薄得多。
冰川、冰架和冰山
极地海冰的来源有二:一是海水冻结成的冰,另一种是从极地大陆冰川外流的陆缘冰。在南极大陆和北极的格陵兰,长年累月降雪积压形成的冰盖即所谓大陆冰川。由于陆地地形向沿海倾斜,大陆冰川在重力作用下便缓缓向外滑动,当它流到海岸时,便向海上延伸成为陆缘冰。这种陆缘冰有几十米到几百米厚不等,其形如悬崖峭壁,在某些沿岸海区形成“冰架”。这些陆缘冰在风、流、浪及热的作用下,一旦发生断裂,便形成在海上漂泊的冰山。冰山的大小不一,形状各异。大面积的台状冰山,有人把它们称做“冰岛”,可在上面设立漂流科学考察站。冰山的数量很大,据估计,在南极辐合线以南,分布有三十来万个大小冰山,平均重十万吨,有的重达几百万吨。
冰山在向低纬区移动过程中,由于温度升高而慢慢融化。据研究,在大洋上漂流的冰山平均寿命约为四年,但南极冰山的寿命要比北极的长一些,有些南极大冰山寿命甚至长达十几年。例如,1967年美国卫星开始跟踪一座南极大冰山,到1979年它还没有完全融化。1967年开始发现时,它长达105公里,宽55公里,经过十二年它已漂流了二千多海里,长度缩小为74公里,宽度缩小为37公里。看来它还可能维持好几年。
海冰与人类的关系
长期以来,人们从直观感觉上总认为海冰带来寒冷和危险,对它没有好感。其实,和自然界许多事物一样,海冰的存在有利也有弊,地球上如果没有这么多冰雪,我们就不会有这种宜人的气候条件。终年覆盖着冰雪的两极地区,乃是地球上的两大冷源,无论是大气还是海洋,都在那里冷却,再流回到它原来的地方去,构成大气和海洋的大循环。这种大气和海洋大循环的存在,是维持全球适宜气候的基本条件之一。如果两极区域的冰雪世界遭到破坏,冷源就会减弱,地球上热量平衡就会发生大变化,从而引起地球环境的一系列链锁反应,造成不堪设想的恶果。这是从整个地球的全局来说的。小而言之,从局部来看,由于海冰的存在,对海洋也有甚大的影响。海冰加强了海洋水层的上下对流,能把上层的溶解氧带到深层,直至海底;而海底沃泥也会因对流被带到海洋上层,因此有海冰的海区,往往海水肥沃,藻类生长茂盛,生物大量繁殖,形成良好的渔场。例如南极沿海,由于海冰存在,鱼类丰富,成为举世瞩目的新渔场。
海冰还是一种有益的资源。随着工农生产的发展和人类生活的需要,世界上许多国家已感到水源日益紧张,尤其是那些地处干旱和沙漠地带的国家,水荒已成为严重的社会问题。因此,海冰作为一种丰富的淡水资源而开发利用,已经提到议事日程上。沙特阿拉伯、科威特、智利、澳大利亚、美国等,正在研究利用冰山的淡水做为工农业用水以至饮用水,并且已经提出了若干拖运冰山的技术方案。其中比较可行的方案,是用大幅白色塑料布把冰山盖上,减少阳光照射,使冰山融化更慢,同时用几艘船把冰山顺流拖运到岸边,让冰山在沿岸自然融解,然后用水泵把冰水抽上岸使用。目前,智利、澳大利亚、沙特和美国正在做试验。
此外,极地冰雪在科学上有重大研究价值。南极大陆冰川和北极格陵兰冰川,是千万年积雪形成的,因此是地球气候变迁的见证人。大家知道,雪的水分子中含有极少量的氘原子和氧18,这些元素的密度和当时的气候条件、特别是年平均气温有关。因此,只要分析千万年来相继堆积起来的冰层,就可以推知两极地区的气候史。另外,冬、夏形成的冰层特性不同,可以通过研究冰层的季节变化,推算出冰层的年代。因为氘的密度变化还与太阳辐射现象有关,由此可以研究太阳活动规律。还有,人们通过研究冰层中保存的气泡,了解大气的成份,和大气循环变化等。总而言之,人类对海冰的研究和应用价值的认识,还在不断深入,随着科学技术的发展,海冰的资源和知识将会更多地为人类服务。
我国地处温带和热带区域,每年冬季,只有纬度较高的渤海和北黄海能出现海面结冰现象,至于象撞沉巨轮“铁达尼”号的冰山,在中国的海域是看不到的。
从渤海结冰谈起
每当隆冬降临,站在渤海之滨极目远眺,眼前是一片望不到边的茫茫冰原。诗人们常以“千里冰封”来形容渤海结冰之雄伟,不过这是一种艺术夸张。实际上渤海冬季的结冰,极少达到“千里”的范围。据科学考察,渤海沿岸的固定结冰区通常只向海里延伸1～5公里,浮冰区的范围要更广一些,但最大也不超30公里。能用“千里冰封”来形容的,本世纪以来恐怕只有1936年1～2月间和1969年2～3月间发生的两次特大冰封。当时整个渤海几乎全被海冰封住了。渔船和进出塘沽、秦皇岛等港口的中外轮船,都被冻在海上。估计当时海冰的厚度一般有20～30厘米,最厚可达1米。而由碎冰堆积形成的冰丘,最大者约有三层楼高。这是已知的渤海历史上的最大冰情。
但是,要把渤海结冰与地球上主要的冰雪世界——极地区域相比,那不过是小巫见大巫罢了。据科学家估计,在地球上的南极和北极海洋上,仅常年不化的海冰,大约就有1000万平方公里。这还不包括极地大陆上的冰盖呢!
北极海冰的核心部分是极地冰丛区域。它是千万年来集结的冰群,常年不化,在平坦地方它的厚度为3～4米,而在多冰群地区则厚达20～25米以上。南极大陆的98%常年为冰雪覆盖着,冰盖平均厚度1～2千米,体积有2850万立方公里。而周围海域上的海冰,在冬季,结冰区可达2000多万平方公里,夏季结冰区缩小,最小面积时约为350万平方公里。海冰的厚度仅为1～2米,堆积的冰丛也不过2～3米厚,比北极海冰要薄得多。
冰川、冰架和冰山
极地海冰的来源有二:一是海水冻结成的冰,另一种是从极地大陆冰川外流的陆缘冰。在南极大陆和北极的格陵兰,长年累月降雪积压形成的冰盖即所谓大陆冰川。由于陆地地形向沿海倾斜,大陆冰川在重力作用下便缓缓向外滑动,当它流到海岸时,便向海上延伸成为陆缘冰。这种陆缘冰有几十米到几百米厚不等,其形如悬崖峭壁,在某些沿岸海区形成“冰架”。这些陆缘冰在风、流、浪及热的作用下,一旦发生断裂,便形成在海上漂泊的冰山。冰山的大小不一,形状各异。大面积的台状冰山,有人把它们称做“冰岛”,可在上面设立漂流科学考察站。冰山的数量很大,据估计,在南极辐合线以南,分布有三十来万个大小冰山,平均重十万吨,有的重达几百万吨。
冰山在向低纬区移动过程中,由于温度升高而慢慢融化。据研究,在大洋上漂流的冰山平均寿命约为四年,但南极冰山的寿命要比北极的长一些,有些南极大冰山寿命甚至长达十几年。例如,1967年美国卫星开始跟踪一座南极大冰山,到1979年它还没有完全融化。1967年开始发现时,它长达105公里,宽55公里,经过十二年它已漂流了二千多海里,长度缩小为74公里,宽度缩小为37公里。看来它还可能维持好几年。
海冰与人类的关系
长期以来,人们从直观感觉上总认为海冰带来寒冷和危险,对它没有好感。其实,和自然界许多事物一样,海冰的存在有利也有弊,地球上如果没有这么多冰雪,我们就不会有这种宜人的气候条件。终年覆盖着冰雪的两极地区,乃是地球上的两大冷源,无论是大气还是海洋,都在那里冷却,再流回到它原来的地方去,构成大气和海洋的大循环。这种大气和海洋大循环的存在,是维持全球适宜气候的基本条件之一。如果两极区域的冰雪世界遭到破坏,冷源就会减弱,地球上热量平衡就会发生大变化,从而引起地球环境的一系列链锁反应,造成不堪设想的恶果。这是从整个地球的全局来说的。小而言之,从局部来看,由于海冰的存在,对海洋也有甚大的影响。海冰加强了海洋水层的上下对流,能把上层的溶解氧带到深层,直至海底;而海底沃泥也会因对流被带到海洋上层,因此有海冰的海区,往往海水肥沃,藻类生长茂盛,生物大量繁殖,形成良好的渔场。例如南极沿海,由于海冰存在,鱼类丰富,成为举世瞩目的新渔场。
海冰还是一种有益的资源。随着工农生产的发展和人类生活的需要,世界上许多国家已感到水源日益紧张,尤其是那些地处干旱和沙漠地带的国家,水荒已成为严重的社会问题。因此,海冰作为一种丰富的淡水资源而开发利用,已经提到议事日程上。沙特阿拉伯、科威特、智利、澳大利亚、美国等,正在研究利用冰山的淡水做为工农业用水以至饮用水,并且已经提出了若干拖运冰山的技术方案。其中比较可行的方案,是用大幅白色塑料布把冰山盖上,减少阳光照射,使冰山融化更慢,同时用几艘船把冰山顺流拖运到岸边,让冰山在沿岸自然融解,然后用水泵把冰水抽上岸使用。目前,智利、澳大利亚、沙特和美国正在做试验。
此外,极地冰雪在科学上有重大研究价值。南极大陆冰川和北极格陵兰冰川,是千万年积雪形成的,因此是地球气候变迁的见证人。大家知道,雪的水分子中含有极少量的氘原子和氧18,这些元素的密度和当时的气候条件、特别是年平均气温有关。因此,只要分析千万年来相继堆积起来的冰层,就可以推知两极地区的气候史。另外,冬、夏形成的冰层特性不同,可以通过研究冰层的季节变化,推算出冰层的年代。因为氘的密度变化还与太阳辐射现象有关,由此可以研究太阳活动规律。还有,人们通过研究冰层中保存的气泡,了解大气的成份,和大气循环变化等。总而言之,人类对海冰的研究和应用价值的认识,还在不断深入,随着科学技术的发展,海冰的资源和知识将会更多地为人类服务。