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今年广东卷的罗斯环流,你真的明白了吗?

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罗斯海的冰山

随着全球变暖,近年来(南极)罗斯冰架崩离、消融明显。2000年3月,南极罗斯冰架崩裂,一块桌状冰山B-15滑落海中。此后十数年,它受南极海岸环流的影响,其向西沿南极大陆漂移,至今已至大西洋南乔治亚群岛附近。

那么,罗斯海及南缘的罗斯冰架(全球面积最大的冰架),是如何成为冰山输出最强的海区的。模拟结果表明,若变暖进一步增强,南极地区的降水会更多地以降雨的形式出现,那么降雨形式的降水对南极会有何影响。灯不拨不亮,理不辨不明,为了探寻其中奥秘,就让我们走进今日的文章吧。

罗斯海的环流

在极地东风引导下,南极洲沿岸形成了向西推行的陆坡流。纬度较低地区,在盛行西风的作用下,形成了西风漂流。在南北寒流夹击地带,产生了诸多的环流,如罗斯海附近的环流,即罗斯环流。其中罗斯环流形成的主要影响因素,可以参考借鉴北印度洋(季风)环流,二者的成因虽不尽相同,但有互通之处。

北印度洋,没有足够宽阔的海区(面积小),而且被突出的印度半岛左右分开(形成阿拉伯海和孟加拉湾),妨碍海水的大环流。在信风带区域中,季风的更替也有显著的影响。印度洋北部的海流,很大程度受变换的气压系统制约(亚欧大陆季风发展而随之改变方向,夏季西南风,冬季东北风)。由西南季风引起的海流发生在5—9月,10月是其转换期。东北季风引起的海流是在11—次年1月,东北季风过后的2—4月,为转换期中产生的海流。

罗斯海南部受极地东(南)风控制,形成离岸的陆坡流(类似秘鲁寒流——上升补偿流),自东向西流动;北部(太平洋)受盛行西风影响,自西向东流动形成西风漂流。在二者的“夹击”下,导致局部环流范围无法扩大。罗斯海是南太平洋深入南极洲的大海湾(陆缘海),南临罗斯陆缘冰(冰架),介于维多利亚地(西侧)与玛丽伯德地(东侧)之间,受到海陆轮廓的影响(约束),洋流发生变向。

此外,根据海水的连续性,必然出现上升流和下降流,从而形成垂直环流(以此调节减水和增水)——在与西风漂流交界处,由于地转偏向力作用,形成辐散带,深层海水上升,罗斯环流流向南方。在靠近南极大陆一侧,温度极低,低温和上覆冰层,使得海水具有其他大洋没有的最高密度,导致海水不断下沉(并沿洋底流向赤道),同样由于地转偏向力作用,形成辐合下沉(在表层水冷却和冬季大量结冰环境下,下沉作用大大加强)。

罗斯海的冰筏

那么,影响冰筏(从罗斯冰架崩解入海后的冰山)漂移的主要动力机制到底有哪些呢。其实很简单,不外乎洋流、风和地转偏向力等。

一者南极洲盛行下沉气流,形成极地冷高压,冰架区及内陆地区下垫面辐射冷却剧烈(散热快),海陆气压梯度力大(即陆地高压,海洋低压,形成向海气压梯度力)。

二者受地形影响(南极洲为全球平均海拔最高的大陆),地形高差引起的空气重力下沉运动(类似山谷风),加大向海(离岸)的风速(风力)。

三者因气压梯度力和地转偏向力(又称“科里奥利力”,是由地球自转产生的一种力。地转偏向力在高纬或极地最明显,而向低纬方向逐渐减弱,直到在赤道消失)的共同影响,形成极地东风和罗斯环流(陆坡流),将冰筏漂移到他处。

南极,南极,危矣

冰川是指发生在陆地上,由大气固态降水演变而成的,通常处于运动状态的天然冰体。其中,成冰作用是指积雪转化成粒雪,再经过变质作用(重力压力下结晶或融化冻结成冰)形成冰川冰的过程。因此,南极(附近)降雨形式的降水会加速南极海冰融化,其原因如下:

一是雨水温度较高(0℃以上),将(雨水)热量传导给冰层,加剧海冰融化。二是雨水对冰雪的冲刷作用强,即雨水的渗透、侵蚀(冲刷),加速海冰开裂、崩解。三是海冰融化,下垫面冰雪层变薄变少(海水、陆地面积增大),将会导致太阳辐射反射率降低(下垫面——海面吸收率升高),冰层升温(冰川作为特殊的下垫面,冰盖的扩张可以增强地球的反射率,从而促使地球进一步便利,并影响气团性质和环流性质)。四是根据成冰作用原理,液态水难以发生相态转化(或相态转化复杂),则会导致冰川(海冰)缺乏后续补给,最终消融量超过补充量,加速南极海冰融化。

图片及部分搜索资料均来源网络(侵删)

图文丨《中国气象报》、杨青山等《世界地理》、

伍光和等《自然地理学》、伍仁《地学常识问答》


END


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