大氣環(huán)流,一般是指具有世界規(guī)模的、大范圍的大氣運行現(xiàn)象,既包括平均狀態(tài),也包括瞬時現(xiàn)象,其水平尺度在數(shù)千公里以上,垂直尺度在10千米以上,時間尺度在數(shù)天以上。大氣大范圍運動的狀態(tài)。影響大氣環(huán)流主要是四個因素:
一是太陽輻射,這是地球上大氣運動能量的來源,由于地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),地球表面接受太陽輻射能量是不均勻的。熱帶地區(qū)多,而極區(qū)少,從而形成大氣的熱力環(huán)流。
二是地球自轉(zhuǎn),在地球表面運動的大氣都會受地轉(zhuǎn)偏向力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
三是地球表面海陸分布不均勻。
四是大氣內(nèi)部南北之間熱量、動量的相互交換。
其中海冰就是作為南北之間熱量懸殊的主要關(guān)鍵要素,因為海冰的存在,南北之間冷暖情況明顯,之間的差距就會形成一個循環(huán),促使大氣環(huán)流在某一大范圍的地區(qū)(如歐亞地區(qū)、半球、全球),某一大氣層次(如對流層、平流層、中層、整個大氣圈)在一個長時期(如月、季、年、多年)的大氣運動的平均狀態(tài)或某一個時段(如一周、梅雨期間)的大氣運動。
對海洋動力現(xiàn)象的影響,海冰的存在對汐、流的影響極大,它將阻尼位的降落和流的運動,減小差和流速;同樣,也將使波高減小,阻礙海浪的傳播等。對海水熱狀況的影響當海面有存在時,海水通過蒸發(fā)和湍流等途徑與大氣所進行的熱換大為減少,同時由于熱傳導極差,對海洋起著“皮襖”的作用。對太陽輻射能的反射率大,以及其融解潛熱高等,都能制約海水溫度的變化,所以在極地海域水溫年變幅只有1℃左右。其他影響極地海冰可形成大洋底層水。特別在南極大陸架上海水的大量凍結(jié),使冰下海水具有增鹽、低溫從而高密的特點,它沿陸架向下滑沉可至底層,形成所謂南極底層水,并向三大洋散布,從而對海洋水文狀況具有十分重要的影響。
總之,海冰不僅對海冰對海洋動力現(xiàn)象有影響和海洋水文狀況自身影響,對大氣環(huán)流和氣候變化會產(chǎn)生巨大的影響,而且會直接影響人類的社會實踐活動。例如,它能直接封鎖港口和航道,阻斷海上運輸,毀壞海洋工程設(shè)施和船只。
海冰是指直接由海水在海面上凍結(jié)而成的咸水冰,亦包括進入海洋中的大陸冰川(冰山和冰島)、河冰及湖冰。海冰對高緯度地區(qū)以至極地地區(qū)的水文、熱力循環(huán)、洋流和生態(tài)系統(tǒng)都有重大影響。海冰過多時可能會導致海港封港,堵塞航道,擠壓船舶等問題,它是海洋5種主要災(zāi)害之一(另外4種是海嘯、風暴潮、災(zāi)害海浪和赤潮),素有白色殺手之稱。而它對洋流主要的影響如下;
1.海冰可以使寒流對流經(jīng)的區(qū)域起到降溫減濕的作用,比如澳大利亞中西部的沙漠的形成就和西澳大利亞寒流有關(guān),洋流的影響使沙漠一直延伸到西部海邊。暖流對流經(jīng)的區(qū)域起到增溫增濕的作用,歐洲溫帶海洋性氣候的形成,俄羅斯摩爾曼斯克終年不凍港的形成,都得益于北大西洋暖流的影響。
海冰對極地海區(qū)的影響,海冰的存在對極地海區(qū)汐、流的影響極大,它將阻尼位的降落和流的運動,減小差和流速;同樣,也將使波高減小,阻礙海浪的傳播等。對海水熱狀況的影響當海面有存在時,海水通過蒸發(fā)和湍流等途徑與大氣所進行的熱換大為減少,同時由于熱傳導極差,對海洋起著“皮襖”的作用。對太陽輻射能的反射率大,以及其融解潛熱高等,都能制約海水溫度的變化,所以在極地海域水溫年變幅只有1℃左右。其他影響極地海冰可形成大洋底層水。特別在南極大陸架上海水的大量凍結(jié),使冰下海水具有增鹽、低溫從而高密的特點,它沿陸架向下滑沉可至底層,形成所謂南極底層水,并向三大洋散布,從而對極地海區(qū)海洋水文狀況具有十分重要的影響。
總之,海冰不僅對海冰對極地海區(qū)有影響和海洋水文狀況自身影響,對大氣環(huán)流和氣候變化會產(chǎn)生巨大的影響,而且會直接影響人類的社會實踐活動。例如,它能直接封鎖港口和航道,阻斷海上運輸,毀壞海洋工程設(shè)施和船只。
海冰覆蓋在海洋表面,猶如隔熱毯鋪墊在大氣與海水之間,阻隔了大氣與大洋之間的能量交換。海冰的反照率高達55%-85%,即使在太陽輻射強烈,極晝時期的夏季,熱能還是被海冰反射回去。所以,盛夏季節(jié)的北冰洋,依然保持著涼爽。冬季極夜來臨的時候,海冰又阻斷了熱能由海洋向大氣的傳輸,減弱了海水熱量的釋放,使得北冰洋在寒冷的冬季,仍能保持相對溫暖。北冰洋大部分海域被平均約3米厚的冰層所覆蓋。根據(jù)洋底沉積物年測定表明,這里的海冰已經(jīng)持續(xù)了300萬年。
海冰通過對太陽輻射的反射和吸收來影響全球氣候。海冰像鏡子一樣,能將大部分的太陽輻射反回太空,向大氣輸送的熱量只有3至4瓦每平方米,而海水由于其熱容量大,能吸收大量的太陽輻射,之后又將熱量傳輸?shù)酱髿?,可以達到300瓦每平方米,相當于海冰的100倍。
海冰對生態(tài)系統(tǒng)的影響有以下幾種:
1. 海冰保持生態(tài)多樣性,生態(tài)系統(tǒng)多樣性指的是生態(tài)系統(tǒng)中的生物群落、生境類型以及生態(tài)過程的豐富程度。生態(tài)系統(tǒng)由無機非生物環(huán)境(包括光、土壤、空氣、水分等)和生物環(huán)境(動物群落、植物群落和微生物群落)所組成。系統(tǒng)內(nèi)部的各個組分之間存在復雜的相互關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)過程主要包括物質(zhì)循環(huán)、能量流動、種間關(guān)系。
2. 保持生物多樣性,要拯救珍稀瀕危物種,不僅要對所涉及的物種的野生種群進行重點保護,而且還要保護好它們的棲息地?;蛘哒f,需要對物種所在的整個生態(tài)系統(tǒng)進行有效的保護。"生物多樣性是生物及其環(huán)境形成的生態(tài)復合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的綜合,包括動物、植物、微生物和它們所擁有的基因以及它們與其生存環(huán)境形成的復雜的生態(tài)系統(tǒng)"。生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)的重要內(nèi)容,海冰可以保持海洋中的稀缺動植物生存發(fā)展。