南極冰蓋

在南極大陸上覆蓋著巨厚的冰蓋，直徑約4500千米，面積約1398萬平方千米，約佔南極大陸面積的98％。南極冰蓋平均厚度為2000～2500米，最厚的地方4800為米。冰蓋的總體積約2450萬立方千米，佔世界陸地冰量的90％，淡水總量的70％。如果南極冰蓋全部融化，全球洋麵將升高60米，地球上的陸地面積將因此而縮小2000萬平方千米。這將會給世界上人口相對稠密的低海拔地區造成巨大災難。

南極冰蓋自形成以來就一直是全球環境體系最重要的組成部分，其擴展和消融的動態演化過程不僅是南極大陸最重要的地質過程，而且也是全球氣候和環境變化最直接的反映和體現。

南極冰蓋始於漸新世末，至少在距今500萬年前就達到目前規模。學術界普遍認為，南極冰蓋自形成以後從未完全消失過。但新的研究結果表明，過去100萬年期間，南極冰蓋的體積變化量約為10％左右。科學家發現，西南極冰蓋歷史上可能發生過大規模變動，這種變動會造成全球海平面上升達17米。

南極是最後一個從南美洲的最南端分開的，形成了德雷克海峽，南極就完全被南大洋保衛了，環南極流就形成了。巨大的環南極流把南極洲同其他大陸完全分開了，隔離了其他陸地和大洋對它的熱量的傳遞，南極洲開始變冷。

記載表明，從南極大陸冰蓋獲取的冰岩芯樣品已超過2000米，獲得了15萬年以前的古氣候和古環境資料。到2008年為止，南極冰蓋2/3的區域已有間距50公里～100公里的厚度資料，剩餘約1/3區域厚度資料缺乏。

在南極冰蓋上的積雪層中，包含著兩個重要的界面，其一是表面與大氣相接所形成的雪——氣界面；其二是深部與成冰相接所形成的雪——冰界面。在這裡，大氣、雪、冰之間廣泛地進行著的物質與能量的轉換，而這種轉換，就是通過這些界面來實現的。

南極冰蓋是由終年不化的降雪逐漸堆積而成的，屬於極地大陸冰川類型，它的主要特點是溫度低，雪的積累量和消融量都比較小，而且從新的積雪轉換成冰的過程非常緩慢，因此冰蓋相對比較穩定。其下層的積雪在上層積雪的重力作用下，被壓實排氣后發生重結晶作用，從而形成了堅硬的冰。南極冰蓋的冰和其他淡水冰最大的區別是它們未經過融溶，還含有大量的氣體，因此，它保存著完整的層狀結構。

由於冰蓋具有流動性，所以，儘管南極冰蓋持續不斷的接受者降雪的沉積，而冰蓋規模卻並沒有無限制地增加。南極的冰蓋在重力作用下，還會發生塑性變形，並且不斷地向沿岸低海拔低地方流動。此外，冰蓋底部由於基底溫度的作用，以及高壓下冰的熔點降低，使得冰蓋底部的冰發生融化，形成一個潤滑層，由此促進冰蓋底部的流動。而且，冰蓋表面的傾斜度和冰體的厚度也在很大程度上影響著冰蓋表面的運動速度。據觀測資料表明，南極的冰蓋正在以每年幾米甚至幾百米的速度向低海拔的方向流動。

像其他大陸一樣，南極大陸的總體地形也是由內陸中央向沿海降低的。南極冰蓋在重力的作用下始終處於不斷運動的狀態，並且，由內陸中央緩慢地向沿海方向移動，在海灣地帶突入海洋，形成冰架。當冰架上的冰繼續向深海方向流動時，就會發生崩解作用，然後形成一座座冰山飄向大海，直至融化。

南極冰蓋並不像我們想象的那樣全部是冰，南極的冰蓋只在沿岸冰川如海的地方和內陸某些出現裸露岩石的部位才能見到成冰。南極冰蓋的上面，覆蓋著近百米厚的積雪層，其表面仍然在不斷地接受降雪的沉積，下層的積雪在重力的壓迫下不斷地轉化成冰。而且，這種雪轉化成冰的作用現在仍然在持續不斷地進行著。

大氣中的水蒸氣凝結成雲，然後通過降雪的沉積來到冰蓋表面。降雪中的化學成分及固體顆粒能夠反映出大氣循環的特點，而水中氧同位素的組成，可以反映當時的氣溫情況。因此，如果南極上空的水汽降落在冰蓋表面，而在其沉積作用過程中並沒有發生變化，那麼，不同年份和季節的積雪層內就能夠保存住當時的大氣環流特徵與氣溫記錄。在冰蓋積雪層轉變成冰的過程中，雖然也經歷了許多複雜的過程，但它或多或少地保存著原始的雪在沉降過程中的許多特點。由此可以看到，全球氣候與環境變化的記錄在南極冰蓋的冰層中得以完整地保存下來了。科學家也這正是依據這一點，以南極冰蓋中的冰層為研究對象，來研究地球氣候的歷史的。

由於南極大陸的冰蓋厚度深達幾百至幾千米，而且氣候極其寒冷，成冰過程中無融化現象，因而，冰川學家在研究南極大陸冰蓋的年齡及其形成的歷史過程時，採用了鑽取冰岩芯樣品的方法來測定冰川的年齡和形成過程。他們發現，從冰川的冰岩芯樣品中，不僅能測定冰川的年齡及其形成過程，還可以得到相應歷史年代的氣溫和降水資料，以及相應年代的二氧化碳等大氣化學成分含量，開闢了恢復古氣候和古環境的新的道路。

“21世紀以來，南極冰蓋表面融化顯著，融化面積佔南極冰蓋總面積的19%。”“南極冰蓋變化”專題顯示，融化多分佈於南極冰蓋邊緣及南極半島地區，並預測未來南極冰蓋表面融化將會繼續增加，尤其在西南極和南極半島地區，對海平面上升的影響將變得顯著。

專題報告還顯示，2005年以來，南極冰架年均崩解面積3411.4平方公里，年均崩解質量為7711億噸。冰架底部融化加劇、冰蓋表面融化加速和海冰減少使得崩解呈現明顯加劇趨勢，大氣和海洋的增暖是其主要驅動因素。

南極冰蓋表面融化顯著，被視為南極生態系統指示物種的企鵝還好嗎？通過對2000年、2014年和2018年三期的帝企鵝監測發現，帝企鵝棲息地主要分佈於南極固定冰上，且棲息地數量相對穩定。由於海冰和食物量的增加，阿德利企鵝數量顯著增加，棲息地呈現向高海拔地區擴展趨勢。

有三種估算方法：

1 Altimetry 就是通過在不同時間測量冰蓋厚度的方法計算冰量的變化，非常直觀。

2 Mass budget = mass gain - mass loss 計算冰的收支平衡。區域氣候模型可以得出冰蓋表面下雪和融化導致的質量變化，這是surface mass balance；冰蓋的大部分質量流失發生在冰蓋邊緣的冰川，冰流入海洋（ice discharge）。冰的流速可以通過衛星數據測量得到，然後結合冰的厚度來計算這一部分的質量流失。

3 NASA 2002年發射了一顆革命性的衛星，GRACE。GRACE每月測量一次地球重力場，可以直接得到冰蓋質量的變化。

南極洲，位於南極點四周，為冰雪覆蓋的大陸，周圍島嶼星羅棋布。南極洲的面積，包括南極大陸及其島嶼面積共約1 400萬平方千米，佔世界陸地面積的10%，與美國和墨西哥面積之和相當，是中國陸地面積的1.45倍，是澳大利亞陸地面積的2倍，為世界第五大陸。

南極洲四周圍繞著多風暴且易結冰的南大洋，為大西洋、太平洋和印度洋的延伸，面積約3 800萬平方千米，為方便研究，被稱為世界第五大洋。

南極洲距離南美洲最近，中間隔著只有970千米的德雷克海峽。距離澳大利亞約有3 500千米；距離非洲約有4 000千米；與中國北京的距離約有12 000千米。

南極洲是由岡瓦納大陸分離解體而成，是世界上最高的大陸，平均海拔2 350米。橫貫南極山脈將南極大陸分成東西兩部分。這兩部分在地理和地質上差別很大。東南極洲是一塊很古老的大陸，據科學家推算，已有幾億年的歷史。它的中心位於難接近點，從任何海邊到難接近點的距離都很遠。

在南極周圍的海洋——南大洋中，漂浮著數以萬計的冰山，其體積之大，數量之多，遠遠超乎人們的想象。

冰山和浮冰不同，浮冰是海水凍成的海冰，冰山卻是從南極冰蓋分離出來的。每年都有數以萬計的冰山從陸緣冰的邊緣分裂出來，成為南極海域獨具特色的象徵。據統計，南大洋的冰山大約有218 300座，平均每個冰山重10萬噸。

南大洋的冰山一般長幾百米，高出海面幾十米。大的冰山長度達到170千米。有的台狀冰山高出水面達到450米。1956年美國人觀測到一座罕見的大冰山，長333千米，寬96千米。這樣巨大的冰山，難道還不是移動的島嶼嗎？實際上，它的面積遠遠超過了大洋中的一些小島。像1987年10月初，羅斯冰架斷裂出一座冰山，長140千米，寬約40千米，高出水面225米，它的面積達到6 400平方千米。

冰山，在海上看起來似乎是靜止的，實際上它在移動，隨著海流的方向移動。由於南大洋的冰山體積大，海面溫度低，一般壽命可以維持10年左右才會慢慢消融，而北冰洋的冰山平均壽命僅有2～4年。

南大洋飄泊的大量冰山，雖然美麗壯觀，給大洋增色不少，但是對於航行在海上的船隻來說，冰山始終是可怕的威脅。尤其是在大霧迷漫、能見度很差的天氣，或者是夜航期間，船隻必須小心翼翼地避開冰山。現代化的考察船和其他船隻，配備了雷達裝置，能夠及時發現冰山，因而減少了和冰山相撞的危險。

南極是世界上最乾燥的大陸。

不同於撒哈拉大沙漠高溫少雨的典型熱帶沙漠氣候，南極大陸的乾旱卻是因為低溫寒冷造成的。據觀測記錄，整個南極大陸的年平均降水量只有55毫米。降雨量的多少從沿海向內陸呈明顯下降的趨勢。沿海地區，冷暖氣流的交匯，降水量較多，每年可達300～400毫米，但這些降水量較多的地區都處在南極大陸的邊緣。南極大陸由於覆蓋廣袤的冰原，它的上空常年為高壓冷氣團控制，從海洋上吹來的暖濕氣流根本無法進入南極內陸，而且在寒冷冰原上空的冷空氣異常乾燥，含有的水蒸氣極少，所以越往南極內陸，降水的機會越少。年平均降水量只有30毫米，南極點附近只有5毫米，幾乎沒有降水現象。

由於氣候寒冷，南極大陸降下來少量的水，也不是液態的雨水，而是紛紛揚揚的雪花或雪粒。除了南極半島北端以及較低緯度的一些島嶼，在暖季有降雨現象，整個南極大陸實際上看不見降雨。到南極大陸進行科學考察的科學家，最明顯的感覺是空氣乾燥，在最初的頭幾個星期，差不多所有的人嘴唇都會幹裂。

正因為如此，人們把南極大陸稱作白色的沙漠。

極度的乾燥，使各國科學站對防火視為性命攸關的大事。因為他們知道，乾燥，加上風大，哪怕有一點點小火星，都會釀成難以挽回的大禍。澳大利亞在南極大陸東部瀕臨紐康姆灣的凱西站，就曾在一場大火中毀於一旦。

為了防禦可能發生的火災，各國科學站的房屋都注意保持一定的間隔，對易燃物品如木料、油桶的存放尤其小心。中國南極長城站的各棟房屋之間都保持相當距離，貯存燃料的油庫特意建在距離站區很遠的海濱高地，這都是預防火災的措施。此外，各國都十分重視建築材料的防火性能，中國在南極建成的第一個科學站——長城站，室內的天花板、四面的牆壁採用的是石膏板，室內地板、房門和地毯也經過防火處理，目的都是為了杜絕火災事故。有“南極第一城”之稱的美國麥克默多基地對防止火災也很重視，不僅對每個新來乍到的人反覆進行防火教育，基地還有一支專職的消防隊，所有的電話機上都標有火警的電話號碼，以防萬一。

南極的各國科學站如此重視防止火災，不是沒有原因的，這不僅是因為南極是地球的風極，大風的天氣會容易釀成火災，而且南極是世界上最乾燥的大陸，又缺乏水源，一旦著火，必定造成可怕的災難。

在南極考察隊員中流傳一句：南極的冷不一定能凍死人，南極的風能殺人。

南極被稱作世界的“風極”，有人稱南極是“暴風雪的故鄉”。而寒冷的南極冰蓋則是孕育暴風的產床，它像一台製造冷風的機器，每時每刻都用冰雪的軀體冷卻空氣，孕育風暴。由於南極大陸是中部隆起向四周傾斜的高原，一但沉重的冷空氣沿著南極高原光滑的表面向四周俯衝下來，頓時狂風大作，天昏地暗，一場可怕的極地風暴便大施淫威了。這時，雪冰夾帶著沙子從滑溜溜的冰坡鋪天蓋地滾來，簡直像一道無形的瀑布，像一股飛奔而來的洪流，人在暴風中不過像迅猛流水中的一片葉子和一粒石子，休想站住腳。日本的一位考察隊員就在暴風雪中被吹得卡在冰柱中失去了生命。

那麼南極的風究竟有多大呢？

我們通常所說的12級颱風，風速達到32.6米/秒，可南極的狂風常常超過12級颱風。在南極半島、羅斯島和南極大陸內部，風速常常達到55.6米/秒以上，有時甚至達到83.3米/秒!

在南極的各國科學站，都經常遇到暴風襲擊的情景。尤其是寒冷而黑暗的冬季，呼嘯的狂風，將房屋摧毀，推倒通訊鐵塔，捲走車輛，甚至將一座科學站變成一片廢墟的事時有發生。

因此，為了考察人員的安全，南極各國科學站都有嚴格規定，大風時絕對禁止外出，一切室外活動都是不能允許的。平時外出一定要兩人結組同行，並給每人一個登山包，裡面裝高頻電話、食品、鴨絨睡袋、海綿墊、鐵鏟等物品，以維持個人的生存。在各國南極科學考察站周圍，都建有大小不一的“避難所”。裡邊備有食品、飲料、燃料、通訊設備、小型發電機、取暖爐、睡袋等日常生活必需品。在外考察的科學家一旦碰上突如其來的暴風雪，一時又趕不回站的，均可就近躲進避難所。避難所的門是不上鎖的，也不分國籍，“南極人”可以進任何國家的避難所食宿，離去時只需留字致謝。

為了保障考察人員不致迷失方向，科學站的主要建築物之間的道路上，必須埋設標樁，拉上粗粗的繩子。遇上暴風雪時，隊員們可以扶著繩索行走，以防被暴風雪颳走。所以南極考察隊員把這些繩索叫做“南極救命繩”。

南極是世界上最寒冷的地方，堪稱“世界寒極”。南極點附近的平均氣溫為-49°C，寒季時可達-80°C。

南極沒有春夏秋冬四季之分，只有暖季和寒季之別。即使是11月到次年3月的暖季，南極內陸的月平均溫度也在-34°C～-20°C之間。至於每年4月到10月的寒季，南極內陸的氣溫一般在-40°C～-70°C之間。

如此寒冷的天氣對人類和一切生命都是可怕的威脅。在南極，因寒冷而凍傷致殘的事例是經常發生的。

南極為什麼會這樣寒冷呢？這是由於南極冰蓋猶如一面巨型反射鏡，把太陽輻射的熱量的90%反射回宇宙空間的緣故。在南極的寒季，太陽幾乎很少露面，南極的大地吸收的熱量微乎其微，但是到了暖季，雖然太陽終日在地平線上徘徊，可是，雪白的冰蓋表面又拒絕接受太陽的熱量，結果南極終年是九天寒徹、大地封凍的荒涼景象。