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南极冰事(8)冰川和冰架
2023年6月29日星期四
整个南极冰盖都处于移动之中,降雪使得冰盖总雪量增加,冰雪向大海滑动使得雪量减少。冰盖雪量增加和减少的过程基本保持平衡,使得南极冰盖处于动态平衡之中。
冰雪向大海滑动形成冰川glacier,当冰川进入大海就被称为冰架ice shelf,冰架实际上就是冰川的一部分。
由于整个冰盖都在滑向大海,只是速度不同而已,所以整个冰盖可以视为一个冰川。
由于各处滑动的速度不同,可以将这个大冰川分为不同的小冰川,再细分成另一等级的小冰川,所以南极冰川到底有多少,要根据具体划分的精细程度而定,最少可以是1个冰川,最多可以达到1000多个。
冰川入海后形成冰架,目前冰架的数目大家达成了一致,下图是所有冰架的位置和名称。
下面列出了10个面积最大的冰架。
冰架的形成需要一些条件,第一,也是最有利的条件,是冰川脱离陆地入海后有岛屿或弧形陆地(海湾)阻挡,增加了冰川前进的阻力,例如罗斯海的Ross 冰架、威德尔海的Filchner-Ronne冰架、普里兹湾的Amery冰架、南极半岛的Larsen冰架,这四个冰架都位于海湾之中。其他的冰架(George VI、Wilkins)也大多有南极大陆周边的岛屿阻挡。
第二个条件是降雪充沛,例如Larsen冰架,它位于开放式海湾,它的陆地面积较小,且呈狭长地形,但是降雪极多,因此有助于形成面积大的冰架。另一个例子是东南极的Shackleton冰架和经度0度上的Fimbul冰架,其附近大陆上降雪极多。降雪量还导致东南极和西南极冰架的不同,东南极降雪较少,因此冰架较少。
年降雪量(单位mm)
其他的影响因素还有洋流,在南极半岛两侧的冰架有明显差异,半岛右侧的冰架宽,左侧的冰架很窄。有部分原因是洋流造成的。南极半岛两岸的沿岸洋流为自南向北,自转偏向力(科里奥利力)按照左手法则,手心朝上,四指为流向,拇指指向为科里奥利力。
因此在南极半岛右侧,洋流将冰架向岸边推挤,而在而南极半岛左侧,洋流将冰架拉离岸边,所以左侧几乎没有冰架。
东南极、西南极和南极半岛的冰架所占冰川的比例有明显的梯度变化。东南极冰盖主要位于陆地上,冰架比例很小;但西南极冰盖一些地方直接延伸到海平面以下的海底,就像冰盖的“脚”站在了海底。因此东南极的冰盖叫做陆地冰盖,西南极的冰盖叫做海洋冰盖marine ice sheet。而南极半岛的冰盖主要是冰架。
冰川一直向海洋方向移动,将冰架推离大陆,如果没有阻力,冰川会突出很远,形成冰舌(见本系列之3)。冰架边缘受北方高温和海浪的侵蚀,强度变小,碎裂成块脱离冰架,大的冰块称为冰山,最终漂移到北方(见本系列之2)。
北方的海洋以水蒸气的形式向南极大陆输送淡水,南极大陆以冰山(冰块)的形式将淡水归还给北方海洋,完成淡水的循环,南极大陆的冰川保持动态的平衡。
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