第二章南极的气候条件 南极不仅是世界最冷的地方,也是世界上风力最大的地区。气候异常寒冷、终年覆盖冰雪,为寒带冰原气候,号称世界风库、寒极、干极。全洲年平均降水量为55毫米,大陆内部年降水量仅30毫米左右,极点附近几乎无降水,空气非常干燥,极地高气压长年盘踞,水气少,但是因为气温长年在零度以下,所以积雪、积冰不化。有“白色荒漠”之称。 南极气候之酷寒 ※南极冰川南极是世界上最寒冷的地方,素有“世界寒极”之称。南极点附近的平均气温为-49℃,寒季时可达-80℃。 南极上没有春夏秋冬四季的分别,只有暖季和寒季之别。即使是从每年的11月到次年3月的暖季,南极内陆的月平均温度也在-34℃到-20℃之间。至于每年4月到10月的寒季,南极内陆的气温一般在-40℃~-70℃之间,可想而知有多么寒冷。 如此寒冷的天气对人类和一切有生命的物体都是很可怕的威胁,在南极,因寒冷而冻伤致残的事例频频发生。美国国家科学基金会为南极考察队员专门编写的《南极生存指南》中特别提出警告:“如今的南极作业,面部冻伤是最常见的,而手、脚和其他暴露皮肤的部位也会冻伤。” 南极的寒冷首先是与它所处的高纬度地理位置有直接关系,由于高纬度地理位置,导致了在一年中漫长的极夜期间没有太阳光。同时,与太阳光线入射角也有关系,纬度越高,阳光的入射角越大,单位面积所吸收的太阳热能越少。南极位于地球上纬度最高的地区,太阳的入射角最小,阳光只能斜射地照在地面上,而斜射的阳光热量又最低。再者,南极大陆地表95%被白色的冰雪覆盖,冰雪对日照的反射率为80%~84%,只剩下不足20%到达地面,而这可怜的一点点热量又大部分被反射回太空。南极的高海拔和相对稀薄的空气又使得热量不容易保存,所以南极异常寒冷。 南极常年被冰雪覆盖着,就形成了厚厚的冰山,规模巨大的冰架是南极特有的景观,当然了厚厚的冰架也是非常美丽的。在南极大陆周围,越接近大陆的边缘,冰变得越薄,并伸向海洋,海冰浮在水面上,形成了宽广的冰架。这样也就是说,冰架是南极冰盖向海洋中的延伸部分,这些冰架的平均厚度为475米,最大的冰架是罗斯冰架、菲尔希纳冰架、龙尼冰架和亚美利冰架。如果加上这些冰架,南极大陆面积可增加150万平方千米。冰架能以每年2500米的速度移向海洋,在它的边缘,断裂的冰架渐渐漂移到海洋中,形成巨大的冰山,冰山为南极的装饰更增加了一份力量。 南极之所以酷寒,主要是由于它所处的纬度高、地势高和大陆终年被冰雪覆盖等原因造成的。 (1)从太阳辐射中获取到的热量特少 南极洲绝大部分在南极圈的内部,一年中有暖和寒季之分,暖季只有几个月全是白天,但太阳高度角小,所获热量很少;寒季有很长时间处在漫长的黑夜里,全年太阳辐射收入的热量极少是南极洲酷寒的一个最为主要的原因。 (2)冰雪覆盖厚度深 南极洲是一个被冰雪覆盖的大陆,冰雪平均厚度达1700多米,到达地面的太阳辐射有约3/4被冰雪反射回空中,这样南极洲太阳辐射收入的热量就很少。 (3)海拔高度高 南极洲是世界上平均海拔最高的一洲,在对流层中,大气的温度是随高度的增加而降低的,一般每升高1000米,气温都随着下降65℃。山顶的气温与山脚底下的气温一样,由于南极洲地势很高,使得这里的气温比其他洲更低。 (4)极地西风环流的影响 在南纬40°至60°的地区,有一持续的西风环流,西风环流对南极的气候有一定影响,在它周围形成一种特殊的“风壁”,正是这种“风壁”阻碍了暖热地区的暖气流进入南极洲。 知识窗 然而,南极为什么会这么寒冷呢?对南极的奇寒,不能有一丝一毫麻痹之意。这是由于南极冰盖犹如一面巨型反射镜,把太阳辐射热量的90%反射回宇宙空间的缘故。在南极的寒季,太阳几乎很少露面,南极的大地吸收的热量是微乎其微的,但是到了暖季,虽然太阳终日在地平线上徘徊,可是,雪白的冰盖表面又拒绝接受太阳的热量,结果南极终年是大地封冻的荒凉景象。 1.南极有没有四季之分? 2.南极的雪山是怎么形成的? 3.南极酷寒的原因是什么? 南极气候之暴风 ※南极暴风 南极的地面上太过平坦,没有山脉和植被等阻挡风,再加上低温,冷空气需要弥补其他地区热空气的流失,必然形成强大的风。冷空气的密度大而且比较重,南极中心地区海拔较高,冷空气就顺着地形向四周扩散,形成了强悍的暴风雪。南极气压和地势都很高,地表没有植被,摩擦力非常小,气压剃度很大,风速也必然很大,因此就成为了地球上的“风库”。 南极的冷不一定能冻死人,南极的风能杀死人,有人称南极是“暴风雪的故乡”。而寒冷的南极冰盖则是孕育暴风的产床,它就像一台制造冷风的机器,每时每刻都用冰雪的躯体冷却空气,一旦沉重的冷空气沿着南极高原光滑的表面向四周俯冲下来,顿时狂风大作,天昏地暗。由于南极大陆是中部隆起向四周倾斜的高原,一旦沉重的冷空气沿着南极高原光滑的表面向四周俯冲下来,一场可怕的极地风暴便大施淫威了。这个时候,人们就会发现雪冰夹带着沙子从滑溜溜的冰坡铺天盖地滚来,简直像一道无形的瀑布,像一股飞奔而来的洪流,人在暴风中不过像迅猛流水中的一片叶子和一粒石子,更别想站住脚。日本的一位考察队员就在暴风雪中被吹得卡在冰柱中失去了宝贵的生命。 那么,南极的风究竟有多大呢? 人们通常所说的12级台风,风速达到每秒32.6米,这样的风够大了吧?可是南极的狂风常常超过12级台风。在南极半岛、罗斯岛和南极大陆的内部,风速常常达到每秒55.6米以上,有时甚至达到每秒83.3米。 在南极的各国科学站中经常会遇到暴风袭击的情景。尤其是在寒冷而黑暗的冬季,呼啸的狂风,将所有的房屋摧毁,推倒通讯铁塔,卷走了众多的车辆,甚至将一座科学站变成一片废墟,这种事是经常发生的。 因此,为了考察人员的自身安全,南极各国科学站都有严格规定,大风时节是绝对禁止外出的,一切室外活动都是不允许的。平时外出一定要两人结组同行,并给每人一个登山包,里面装高频电话、食品、鸭绒睡袋、海绵垫和铁铲等物品,以维持个人的生存。在各国南极科学考察站周围,都建有大小不一的“避难所”。在外考察的科学家一旦碰上突如其来的暴风雪,一时又赶不回到站的,均可就近躲进避难所。避难所的门是不上锁的,更是不分国籍的,“南极人”可以进任何国家的避难所食宿,离去时只需留字致谢。 为了保障考察人员不慎迷失方向,在中途的科学站建筑物之间的道路上设置了标桩,拉上粗粗的绳子。当外出的考察人员遇上暴风雪的时候,可提供队员们扶着绳索行走,以防被暴风雪刮走。这条绳索被南极考察队员称之为“南极救命绳”。南极的风虽然危害很大,只要加以合理利用,同样可以为南极科学考察服务。现如今,中国南极中山站就安装了一套风力发电设备。知识窗 南极的暴风为什么这么频繁而强劲?根据科学研究,一方面是由于南极大陆冰盖中心高原与四周沿岸地区形成一个陡坡地形,内陆高原的空气遇冷收缩,密度加大,这种又冷又重的冷气流,从冰盖高原沿着冰面陡坡向四周急剧下滑,到了沿岸地带,地势骤然下降,使冷气流下滑速度加大,于是便形成了具有强大破坏力的下降风;另一方面,由于地球自转的影响,向北流动的气流总是向左偏转,于是在南极大陆沿海地带形成了偏东大风。 1.为什么说南极的风能杀死人? 2.如果在南极遇到了暴风,探险员避难的时候是否存在种族区别? 3.南极的暴风为什么频繁而强劲? 南极气候之干燥 南极也是世界上最干燥的大陆,由于极端的温度,南极地区常年受极地高压控制,气流下沉,不易形成降水,每年的降雨量常常不足5厘米。南极地区常年受极地高压控制,气流下沉,不容易形成降水。极地东风,由高纬度吹向低纬度地区,不易形成降水。南极漂流,使温度明显降低,使南极的气候更加干燥。 由于气候寒冷,南极大陆降下来少量的水,也不是液态的雨水,而是纷纷扬扬的雪花或雪粒。这里不同于撒哈拉大沙漠高温少雨的典型热带沙漠气候,南极大陆的干旱却是因为低温寒冷造成的。根据科学家的观测记录,整个南极大陆的年平均降水量只有55毫米。降雨量的多少从沿海向内陆呈明显下降的趋势。沿海地区,冷暖气流的交汇,降水量较多,每年可达300毫米~400毫米,但这些降水量较多的地区都处在南极大陆的边缘。 除了南极半岛北端以及较低纬度的一些岛屿,在暖季的时候有降雨现象,整个南极大陆实际上是看不见降雨的。到南极大陆进行科学考察的科学家,最明显的感觉是空气干燥,在最初的前几个星期里,到过南极的所有的人嘴唇都出现干裂的现象。南极大陆由于覆盖广袤的冰原,它的上空常年为高压冷气团控制,从海洋上吹来的暖湿气流根本无法进入南极内陆,而且在寒冷冰原上空的冷空气异常干燥,含有的水蒸汽极少,所以越往南极内陆,降水的机会越少。年平均降水量只有30毫米,南极点附近只有5毫米,几乎没有出现降水的现象。 南极洲大部分地区被厚达4000米的冰层覆盖,但是约4000平方公里的区域却无冰雪覆盖,分布着许多异常干燥的山谷。近些年来,一支国际科考组深入干燥谷进行探险和考察,发现这里是世界上最干燥的地方,也是地球上最接近火星环境的区域。 南极洲绝大部分的土地常年为冰雪覆盖,在这一望无际的雪原中,却有一个神奇的无冰雪地带:这里由三个巨大的盆地组成,它的四壁陡峭,被称为南极洲干谷。这些干谷边坡陡峭,呈U字形,原来是由冰川刻蚀而成的,后来冰川融化,是地球上最干燥的地方。这些山谷已经有200多万年没有下雨了。干谷的年降雪量只相当于25毫米的雨量,这么少量的雪不是被风吹走,就是被岩石吸收的太阳热量融掉了。因此,干谷内没有半片雪花,和四周美丽的雪景形成了鲜明的对比。 麦克默多干燥谷位于南极洲麦克默多湾以西的地方,主要由一系列山谷而构成。麦克默多干燥谷之所以被称为干燥谷,是因为这里异常干燥,空气中没有一丝水汽,时速300多千米的大风,几乎把所有的水分都吹走了,只留下光秃秃的不毛之地,大概就形成了这样恶劣的环境。不过就是在这样严酷的环境里,仍然在相对“湿润”的岩石内部发现了光合细菌。 极度干燥,使各国科学站对防火视为性命攸关的大事。因为他们知道,干燥加上风大,哪怕有一点点小火星,都会酿成难以挽回的大祸,都会发生巨大的火灾。澳大利亚在南极大陆东部濒临纽康姆湾的凯西站,就曾在一场大火中毁于一旦。为了防御可能发生的火灾,各国新建的科学站的房屋都注意到了要保持一定的间隔,对易燃物品如木料和油桶的存放尤其小心。 知识窗 南极的各国科学站如此重视防止火灾,不是没有原因的,这不仅是因为南极是地球的风极,大风的天气会容易酿成火灾,而且南极是世界上最干燥的大陆,又缺乏水源,一旦着火,必定造成可怕的灾难。此外,各国都十分重视建筑材料的防火性能,中国在南极建成的第一个科学站──长城站,室内的天花板、四面的墙壁采用的是石膏板,室内地板、房门和地毯也经过防火处理,目的都是为了杜绝火灾事故。 中国南极长城站的各栋房屋之间都保持一定距离,贮存燃料的油库特意建在距离站区很远的海滨高地,这都是预防火灾的措施。 1.为什么说南极气候是干燥的? 2.南极大陆的降水量是多少? 3.对于南极的气候干燥,科学家采取了怎样的防范措施? 南极气候之冰封 ※冰封的南极南极大陆是地球上最神秘和最寒冷的地方,南极地表大范围被常年不融化的冰雪覆盖。南极冰盖始于渐新世末,至少在距今500万年前就达到目前规模。工作在南极大陆的科学家们,将为人类一一揭开蒙在南极大陆脸上的面纱。 我们的星球在茫茫宇宙中是一颗蔚蓝色的行星,神奇的生命之水赋予了星球最美丽的容貌。可是,水在地球两极却不堪忍受极地的奇寒,凝成一片白色的世界。 如果有条件的话,坐飞机越过南极的上空时,将会发现,南极大陆是一个中部隆起的、向四周缓缓倾斜的高原,巨大而深厚的冰层如同一个银铸的大锅盖,倒扣在南极大地的上面,所以,南极大陆又称为南极冰盖。南极冰盖的厚度是非常惊人的,平均厚度为2000米,最厚的地方可达到4800米。尤其是在南极冬季降临时,大陆冰盖与周围海洋中的固定海冰连为一体,形成3300万平方公里的白色冰原,面积超过整个非洲大陆的面积。南极冰盖的总体积多达2450立方千米,如果南极的冰川全部融化,全球洋面将升高60米,地球上的陆地面积将因此而缩小2000万平方千米。这将会给世界上人口相对稠密的低海拔地区造成巨大的灾难,这是非常可怕的。 南极冰盖的最高点大约在南纬51度、东经75度一带,在海拔高度4200米之上,由此向四周的方向倾斜。由于重力作用,冰盖向弧度底的运动令冰层开裂,冰原上便密布着无法尽数、隐藏在白雪下肉眼无法看见的冰缝。 由于南极冰盖如此之大、如此之厚,它的质量当然也相当可观。在广阔无垠的冰原上,除了少数高耸的山峰露出一点尖峰陡岭,大部分陆地都埋在深深的冰层下面。实际上,南极大陆的地壳不堪重压,竟然下沉了600米到1000米。 南极洲位于南极点四周,为冰雪覆盖的大陆,周围岛屿星罗棋布。南极洲四周围绕着多风暴且易结冰的南大洋,为大西洋、太平洋和印度洋的延伸。南极洲距离南美洲最近,中间隔着只有970千米的德雷克海峡。距离澳大利亚约有3 500千米,距离非洲约有4000千米,与中国北京的距离约有1.2万千米。 南极洲是由冈瓦纳大陆分离解体而形成的,是世界上最高的大陆,平均海拔2350米。横贯南极山脉将南极大陆分为了东、西两部分。这两部分在地理和地质上差别很大。东南极洲是一块很古老的大陆,根据科学家们的推算,已有几亿年的历史。南极洲的中心地带位于难接近点,从任何海边到难接近点的距离都很远。 南极洲上分布纵横密布的冰缝比暴风雪来得更恐怖,这些深达千米,由白色渐变为蓝色的冰缝冒着白色气体,像被打开的魔瓶一样,考察队员们把这些白色的气体叫做“地狱之门”。如果掉下去的话,就会万劫不复。然而,最危险是有的冰缝上有一层称为冰桥的薄冰层,冰上的人根本无法看到下面是否有冰缝,只有当人或车辆经过的时候,才会突然发生崩塌。 在格罗夫山的监测考察过程中,两名队员骑着雪地摩托车外出。行驶中摩托车突然往下一沉,在后座的队员急忙用双脚一撑冰面,前座的队员则下意识地一轰油门,当他们刚冲上冰面,身后便塌陷了一个比车身还宽的冰缝。面对着身后的这个冒着白气的森然洞口,两位在生死间打了个转的考察队员在南极-30℃的寒风中出了一身冷汗。所以,在南极洲上行驶车辆的时候要格外小心。 一些科学家们拒绝谈论全球气候变暖的问题,这为一场新的争论铺平了一条新的道路,然而,他们争论的焦点是:气候变暖到底是气候自然变化还是气候的变异?在不否认存在气候变暖现象时,对于这一结论,对人为因素和自然因素在气候变暖现象中的影响进行了相关解说。 知识窗 气候变化的原因可能是自然的内部进程,或是外部强迫,或者是人为地持续对大气组成成分和土地利用的改变。既有自然因素,也有人为因素。在人为因素中,主要是由于工业革命以来,人类活动特别是发达国家工业化过程的经济活动引起的。化石燃料燃烧和毁林、土地利用变化等人类活动所排放温室气体导致大气温室气体浓度大幅增加,温室效应增强,从而引起全球气候变暖。气候变化导致灾害性气候事件频发,冰川和积雪融化加速,水资源分布失衡,生物多样性受到威胁。气候变化还引起海平面上升,沿海地区遭受洪涝、风暴等自然灾害影响更为严重,小岛屿国家和沿海低洼地带甚至面临被淹没的威胁。气候变化对农、林、牧、渔等经济社会活动都会产生不利影响,加剧疾病传播,威胁社会经济发展和人民群众身体健康。据政府间气候变化专门委员会报告,如果温度升高超过25℃,全球所有区域都可能遭受不利影响,发展中国家所受损失尤为严重;如果升温4℃,则可能对全球生态系统带来不可逆的损害,造成全球经济重大损失。据2006年中国发布的《气候变化国家评估报告》,气候变化对中国的影响主要集中在农业、水资源、自然生态系统和海岸带等方面,可能导致农业生产不稳定性增加、南方地区洪涝灾害加重、北方地区水资源供需矛盾加剧、森林和草原等生态系统退化、生物灾害频发、生物多样性锐减、台风和风暴潮频发、沿海地带灾害加剧、有关重大工程建设和运营安全受到影响。 1.南极覆盖的厚度是多少? 2.南极冰盖的最高点是什么位置? 3.对于南极气候变暖的问题,科学家是怎样解释的? 南极气候之气候变暖 ※冰雪融化南极地区的气温和降水的变化及区域差异与南极的波动有着密切的联系,在全球变暖的大背景下,南极地区的气温都有上升趋势,年平均气温也呈上升的趋势。气温上升趋势最强烈的是冬季,其次是春季,降水量全年都有增加趋势。气温和降水的变化不同季节和地区有较大的差异。气温的增暖主要是冬季和春季,而夏季平均气温呈下降趋势。东南极地区一些地区的年平均气温也有下降趋势。 众所周知,在南极洲这片冰川大陆上,树木植物是根本无法生长的,只有南极发草和南极漆姑草星星点点地散布在南极洲西部地区和周边小岛上。近年来,随着全球气温的上升,南极洲的夏天变得更久更热。高温化掉了南极洲和周围海岛上的冰雪,使得裸露着的地方开始生长苔藓。同时,南极洲的土壤因气温的升高开始分解出了氮气,充足的氮气为南极发草的生长提供了极佳的养分,导致发草的生长面积蔓延开来。全球燃料消耗所产生的工业氮也促进了南极植物的生长。科学家预测得出,如果照这种情形发展下去,过去白雪皑皑的南极洲终有一天会成为一块“绿色大地”。在中国南极中山站沿岸的冰山群附近,就经常会看到冰山的塌落和听到冰山崩裂的响声,巨大的冰体从50米到60米高的冰山上塌落入海,可掀起3至5米高的涌浪,对在其附近活动的船舶造成了巨大的危险。 ※美丽的南极景色在南极有很多的冰山,形状也是多种多样的。有的“金字塔”形或尖顶形冰山,其水下部分伸出巨大的底盘,有的甚至远处看上去为两座冰山,而实际上是连在同一个底盘上,这类冰山水下的伸出部分就像暗礁一样,给距离较近的船舶带来极大的威胁。所以,即使拥有现代化的航行保障手段和坚固的破冰船,不论在远海还是在近岸,冰山仍然是南极海域航行与作业的重要障碍之一,对现代化的考察船构成了严重的威胁。在南极沿岸分布的冰山中,有的是从冰川口的“冰舌”上刚分裂下来的“新生冰山”,这些冰山的重心很不稳定,极容易发生翻滚和倒塌的现象。在夏季,气温升高,冰山消融变酥,也会使其发生塌落或崩裂,在2月底这一现象更为多见。 除了陆地,南极海洋也在发生着巨大的变化。全球变暖导致南极两大冰盖先后坍塌后,一个面积达1万平方公里的海床显露在南极洲的表面上。冰架崩解之前,科学家观测海洋生物的唯一途径是通过在冰层内钻孔,但如今科学家轻松地发现了一些过去未知的新物种。 南极地区的气温和降水的变化对不同的区域影响的方式和程度也有区别。通过南极的波动变化使得南极地区对全球变暖响应的方式和强度、及区域的差异等都发生变化。南极冰川融化,南极企鹅的生存环境遭受威胁,冰川融化海平面上升是会淹没南极大陆的。 知识窗 南极洲是天然的科学研究圣地,具有重大的科学研究意义。南极洲空气清洁,大气能见度高,为环境科学家提供可监测大气污染物在全球蔓延程度的场所;南极酷寒、烈风、干燥的气候,为动物学家提供了研究生物对极端环境条件适应性的场所;南极洲2000米厚的冰层可以帮助科学家了解地质历史上的冰期和未来的冰期。 1.南极的冰岛上长着哪两种植物? 2.为什么说南极会成为“绿色大地”? 3.全球变暖对南极有什么影响?

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