Антарктический морской лед

Антарктический морской лед является морским льдом в Южном океане . Зимой он простирается с крайнего севера и каждое лето отступает почти к береговой линии, с каждым годом становясь все ближе и ближе к береговой линии из-за таяния морского льда. [1] Морской лед - это замороженная морская вода, толщина которой обычно составляет менее нескольких метров. Это противоположность шельфовых ледников , которые образованы ледниками , они плавают в море и имеют толщину до километра. Морской лед делится на две части: припай , прикрепленный к суше; и льдины , которых нет.

Изображение Земли от 21 сентября 2005 г., на котором виден весь район Антарктики.

Морской лед, который исходит из Южного океана, тает снизу, а не с поверхности, как арктический лед, потому что он покрыт снегом сверху. В результате этого редко наблюдаются пруды-талые . В среднем антарктический морской лед моложе, тоньше, теплее, соленее и подвижнее, чем арктический морской лед. [2] Поскольку морской лед не очень хорошо изучен по сравнению с арктическим льдом, он менее доступен.

Степень

Морской ледяной покров Антарктики является очень сезонным, с очень небольшим количеством льда летом на юге , расширяясь до площади, примерно равной площади Антарктиды зимой. Она достигает пика (~ 18 × 10 ^ 6 км ^ 2) в сентябре, что знаменует конец южной зимы, и снижается до минимума (~ 3 × 10 ^ 6 км ^ 2) в феврале. [2] [3] Следовательно, большая часть антарктического морского льда представляет собой однолетний лед толщиной несколько метров, но точная толщина неизвестна. Площадь льда в 18 миллионов км2 составляет 18 триллионов квадратных метров, поэтому на каждый метр толщины, учитывая, что плотность льда составляет около 0,88 тератонн / миллион км3, масса верхнего метра антарктического морского льда равна примерно 16 тератонн (триллионов метрических тонн) в конце зимы.

Поскольку океан у побережья Антарктики обычно намного теплее, чем воздух над ним, протяженность морского льда в значительной степени контролируется ветрами и течениями, которые толкают его на север. Если его толкнуть быстро, лед может продвинуться намного дальше на север, прежде чем он растает. Большая часть льда образуется вдоль побережья, поскольку лед, движущийся на север, покидает открытую воду (прибрежные полыньи скрытого тепла ), которые быстро замерзают.

Katabatic-wind hg.png

Толщина

Поскольку антарктический лед - это в основном однолетний лед, который не такой толстый, как многолетний, его толщина обычно составляет менее нескольких метров. Снегопад и затопление льда могут значительно его утолщать, а структура слоев антарктического льда часто бывает довольно сложной.

Последние изменения в ветровых , которые связаны с региональными изменениями в количестве внетропических циклонов и антициклонов , [4] вокруг Антарктиды адвектируются морской лед дальше на севере , в некоторых районах и не так далеко на севере , в других (см изображения). Чистое изменение - это небольшое увеличение площади морского льда в антарктических морях (в отличие от Северного Ледовитого океана, где наблюдается гораздо более сильное уменьшение площади морского льда). [5] [6] Увеличение площади морского льда не означает, что Южный океан охлаждается, поскольку Южный океан нагревается. [7]

  • Морской ледяной покров Антарктики растет осенью и зимой и снова сокращается каждую весну и лето . В 2013 г. (черная линия) и 2012 г. (красная линия) лед достиг наивысшей степени за всю историю наблюдений, но лишь немного выше среднего исторического значения (синяя линия). Голубые области показывают диапазон естественной изменчивости.

  • (Тогдашняя рекордная) протяженность морского льда в Антарктике в 2012 г .; сравните с желтым контуром, который показывает среднюю протяженность морского льда в сентябре с 1979 по 2000 год. Покрытие морского льда в Арктике сокращалось гораздо быстрее, чем увеличивалось в Южном океане.

  • Морской ледяной покров Антарктики сокращается до минимальной степени каждый год в феврале или марте; затем ледяной покров увеличивается, пока не достигнет максимума в сентябре или октябре. График выше показывает максимальную протяженность каждого сентября с 1979 года в миллионах квадратных километров. Из года в год наблюдается колебание, хотя общая тенденция показывает рост примерно на 1,5 процента за десятилетие.

  • Анимация роста антарктического морского льда от сезонного минимума до сезонного максимума осенью и зимой в южном полушарии (с 21 марта по 19 сентября 2014 года; обратите внимание на метки на анимации). Весеннее таяние не показано.

В отчете ОД5 МГЭИК сделан вывод о том, что « весьма вероятно », что среднегодовая протяженность морского льда Антарктики увеличивалась на 1,2–1,8% за десятилетие, что составляет от 0,13 до 0,20 млн км 2 за десятилетие в период с 1979 по 2012 г. [8] ДО5 МГЭИК. также пришел к выводу, что отсутствие данных не позволяет определить тенденцию изменения общего объема или массы морского льда. Увеличение площади морского льда, вероятно, имеет ряд причин. [9] Они связаны с изменениями западных ветров в южном полушарии , которые представляют собой сочетание естественной изменчивости и вынужденного изменения парниковых газов и озоновой дыры. Другой возможный драйвер - таяние шельфовых ледников , которое увеличивает приток пресной воды в океан; это увеличивает слабо стратифицированный поверхностный слой океана и, таким образом, снижает способность теплых подземных вод достигать поверхности. Исследование 2015 года обнаружило этот эффект в климатических моделях, имитирующих изменение климата в будущем, что приведет к увеличению морского льда в зимние месяцы. [10]

Атмосферные и океанические факторы, вероятно, способствовали формированию регионально изменяющихся тенденций в протяженности антарктического морского льда. Например, температура в атмосфере и Южном океане повысилась в период 1979–2004 годов. Однако морской лед растет быстрее, чем тает из-за слабой стратификации океана. Таким образом, этот океанический механизм, среди прочего, способствует увеличению чистого производства льда, что потенциально может привести к увеличению количества морского льда. [11] Несмотря на ограниченность наблюдений за толщиной, моделирование предполагает, что наблюдаемый дрейф льда к прибрежным регионам вносит дополнительный вклад в динамическое утолщение морского льда осенью и зимой. [12] Наблюдаемые осенние и весенние тенденции количества внетропических циклонов , антициклонов и блоков , которые имеют строгий термодинамический контроль за счет температурной адвекции и сильный динамический контроль за счет дрейфа льда , на протяженности морского льда в то же время, а также во время следующие сезоны наблюдаются почти повсюду вокруг Антарктиды в соответствии с наблюдаемыми регионально меняющимися трендами протяженности морского льда. [4] Следовательно, считается, что приповерхностные ветры, управляемые вокруг погодных систем, объясняют большую часть неоднородных трендов морского льда в Антарктиде.

После постепенного увеличения морского льда, о котором говорилось выше, весной в южном полушарии (т.е. сентябрь, октябрь и ноябрь) 2016 г. наблюдалось быстрое сокращение антарктического морского льда. [13]

Подразумеваемое

Мониторинг изменений морского льда важен, поскольку это влияет на живущих здесь психрофилов . [14]

Изменения антарктического морского льда также важны из-за последствий для атмосферной и океанической циркуляции. [15] Когда образуется морской лед, он отторгает соль (океанская вода соленая, но морской лед в основном пресный), поэтому образуется плотная соленая вода, которая тонет и играет ключевую роль в формировании антарктической донной воды .

[] Большая часть этого южного континента (предположим, что он есть) должна лежать в пределах полярного круга, где море настолько забито льдом, что земля, таким образом, недоступна.

Капитан Джеймс Кук . Путешествие к Южному полюсу и вокруг света и др. [16]

Сила движения льда значительна; он может раздавить корабли , застрявшие в пакете льда, и сильно ограничить зоны, в которых корабли могут достигнуть суши даже летом. Ледоколы , ледопорты и ледовые пирсы используются для выгрузки припасов.

  • Уменьшение морского льда в Арктике
  • Антарктический ледяной покров

  1. ^ "Новости и анализ морского льда в Арктике | Данные по морскому льду обновляются ежедневно с задержкой в ​​один день" .
  2. ^ а б «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 11 ноября 2014 года . Проверено 11 ноября 2014 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  3. ^ НАСА (22 мая 2009 г.). «Антарктический морской лед» .
  4. ^ а б Схем, С. (2018). «Региональные тенденции в погодных системах помогают объяснить тенденции антарктического морского льда». Письма о геофизических исследованиях . 45 (14): 7165–7175. Bibcode : 2018GeoRL..45.7165S . DOI : 10.1029 / 2018GL079109 . ЛВП : 20.500.11850 / 286394 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  5. ^ "НАСА - Что удерживает антарктический морской лед от таяния?" .
  6. ^ "Новости и анализ морского льда в Арктике | Данные по морскому льду обновляются ежедневно с задержкой в ​​один день" .
  7. ^ «Потепление океана в Южном полушарии недооценено, - предполагают ученые» .
  8. ^ ОД5 МГЭИК, WG1 (2013 г.). "The Physical Science Basis" (PDF) : 7. Архивировано из оригинала (PDF) 8 марта 2014 г. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  9. ^ «Вопросы и ответы с Джоуи Комизо из НАСА: что происходит с антарктическим морским льдом?» . 7 октября 2014 г.
  10. ^ Р. Бинтанджа, Дж. Дж. Ван Олденборг, Калифорния Кацман (2015). «Влияние увеличения пресной воды с шельфовых ледников Антарктики на будущие тенденции в области морского льда Антарктики» (PDF) . Анналы гляциологии . 56 (69): 120–126. Bibcode : 2015AnGla..56..120B . DOI : 10.3189 / 2015AoG69A001 . S2CID  54759501 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  11. ^ Чжан, Цзиньлунь (2007). «Увеличение антарктического морского льда в условиях потепления атмосферы и океана» (PDF) . Журнал климата . 20 (11): 2515–2529. Bibcode : 2007JCli ... 20.2515Z . DOI : 10.1175 / JCLI4136.1 .Абстрактный
  12. ^ Холланд, Пол Р., Николя Брюно, Клэр Энрайт, Мартин Лош, Натан Т. Курц, Рон Квок (17 января 2014 г.). «Смоделированные тенденции толщины антарктического морского льда» (PDF) . Журнал климата . 27 (10): 3784–3801. Bibcode : 2014JCli ... 27.3784H . DOI : 10,1175 / JCLI D-13-00301.1 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  13. ^ Шэрон Стаммерджон и Тед Скамбос. Джессика Бланден; Дерек С. Арндт (ред.). «Состояние климата в 2016 году: Антарктида» (PDF) . Бюллетень Американской метеорологической ассоциации (98, Si – S280).CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  14. ^ Эндрю Мартин, Эндрю Макминн (2018). «Морской лед, экстремофилы и жизнь на внеземных океанских мирах» . Международный журнал астробиологии . 17 (1): 1–16. Bibcode : 2018IJAsB..17 .... 1M . DOI : 10.1017 / S1473550416000483 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  15. ^ «Морской лед и глобальный климат» . NSIDC . Проверено 11 июля 2018 . NSIDC
  16. ^ Кук, Джеймс. (1777 г.). Путешествие к Южному полюсу и вокруг света. Исполнял на кораблях Его Величества «Решение и приключение» в 1772, 1773, 1774 и 1775 годах. В него входит рассказ капитана Фюрно о его действиях в ходе приключений во время разделения кораблей . Том II. Лондон: Отпечатано для W. Strahan и T. Cadell. ( Соответствующий фрагмент )

  • NSIDC | Почему так много морского льда в Антарктике?