海冰全解：从形成机制到全球气候变化影响
海冰全解：从形成机制到全球气候变化影响
海冰是极地和高纬度海域特有的自然现象，对全球气候系统和生态环境具有重要影响。本文将从海冰的定义、形成过程、分布规律及其对自然环境和人类活动的影响等方面，全面介绍这一独特的自然现象。
什么是海冰？
海冰是极地和高纬度海域特有的水文现象，有狭义和广义两种概念。
狭义：指海水冻结形成的咸水冰；
广义：包括咸水冰以及流入海洋的河冰、湖冰等淡水冰。
按照海冰的运动状态，可以将海冰分为固定冰和流冰。
固定冰为与海岸、岛屿或海底连接在一起的冰；流冰为自由浮在海面上，能随风、流漂移的冰。
图：南极海冰
海冰是如何形成的？
当海水温度降至冰点（海水由液态变为固态的温度），如果继续失热且有凝结核存在时便会形成海冰。
海水的结冰，主要是水的冻结，海水结冰时会将盐分排挤出来。所以，海水结冰后，冰下海水的盐度和密度会增加。
而且，在结冰的过程中还会有海水的对流活动。
当表层海水降温（趋近结冰温度），海水会因密度增大而下沉，而下层相对较温暖的海水上浮，这时就发生了对流，这种对流过程会一直持续到海水冻结时为止。
影响海冰形成的因素有以下几点：
①水温：水温越低，越利于海冰形成。
②盐度：海水的冰点会随盐度的增加而降低，盐度越低，海水越容易结冰，因此在河流入海口，淡水的稀释，会更利于海冰的形成。
③洋流：如果洋流的流向利于冰晶聚集，则海冰形成越快；如果洋流势力过强，也有可能“捣碎”海冰；此外，在同纬度海区，寒流流经更容易结冰，而暖流则会抑制结冰。
④海域形状：海域越封闭，海水流动性越差，越容易结冰。
⑤海水的深度和流速：海水越深，越难结冰；海水流速越快，越难结冰。
⑥风：风速较弱，或风向有利于冰体堆叠，有利于海冰形成；冬季，风带来寒冷空气，水温下降，也利于海水冻结。
总体来说，在纬度高、风弱、浪小、流速慢、海水含盐偏低、海域形状封闭的近岸浅水区会最先出现海冰。
图：南极的海冰与冰山
海冰的分布有什么规律？
海冰分布具有显著的季节和年际变化。
在北半球，海冰范围3～4月最大，之后逐渐减小，一般 8～9月最小。
北冰洋几乎终年被海冰覆盖，北太平洋的白令海、鄂霍次克海和日本海以及北大西洋的波罗的海和哈德逊湾，冬季都有海冰生成。
在我国渤海及黄海北部的部分海域，每年11月下旬至12月上旬结冰，次年3月融冰，1月中旬至2月中旬这段时间冰情较重。
南半球海冰面积，一般9月最大，3月最小。南半球海冰范围以环绕南极的边缘海区和威德尔海为主。
海冰带来了哪些影响？
对自然环境产生的影响：
①气候
海冰阻碍海水与大气进行热交换，使海面蒸发量减少，气候变干。同时海冰反射太阳辐射，使海域温度处于较低状态。
②水文
海冰阻碍海浪的传播，使海水流速减慢。
③海洋动力
海冰对潮汐、潮流的影响较大，会阻碍潮位的降落和潮流的运动，减小潮差和流速。
④生物
海冰结冻过程中，可促使海水上下对流，利于下部营养物质上泛。海冰形成后，可为北极熊、斑海豹等生物提供栖息和繁殖地。同时海冰可以帮助特定生物迁徙，节省体力，比如北极燕鸥在两极地区之间的迁徙需要依靠海冰来休息。
对人类活动产生的影响：
①固定冰常常封锁航道，使港口处于瘫痪状态，阻碍海上航运。
②流冰能够摧毁港口建筑物，甚至能撞倒坚固的海上采油平台，毁坏海洋工程设施和船只。
③海冰可能使渔业以及海产养殖业受损，海冰会阻止渔船出海，同时海冰可能使滩涂贝类或海参等养殖生物因缺氧或低温而死。
在全球变暖背景下，海冰面积正在逐渐缩减，这个现象会给地球带来哪些影响？
图：北极海冰范围逐渐缩小（美国国家冰雪数据中心）
图：北极海冰范围年平均变化
①影响海洋生物
海冰范围减小，将导致北极熊栖息地范围减小。海冰融化的同时会影响海冰区海水盐度，进而影响一些浮游生物的生存状态，甚至破坏整个海洋食物链。此外还可能会影响北冰洋的渔业发展。
②影响全球气候
海冰融化将增加海水对太阳辐射的吸收量，使海水温度升高，进而使全球气候变暖增强。同时，海冰消融有可能增加极端天气出现的频率。
③影响局地气候
例如当白令海海冰密集度减少时，当地的海水温度将上升，增强阿留申低压的强度，使其与蒙古-西伯利亚高压之间的气压差增大，将进一步增强东北亚季风。
图：北极海冰范围与海温的变化
④影响海岸
海冰融化将导致海水侵蚀海岸加剧。
⑤外地物种入侵
海冰融化将导致阻止物种穿越北冰洋的障碍消失，造成物种入侵。此外，还可能会导致冰封在海冰里的古微生物病毒被释放出来，危害人类健康。
⑥影响国家安全
海冰融化使全球海平面上升，威胁沿海海拔较低的国家或经济较发达的地区。
⑦对航运带来的积极影响
海冰融化，使北冰洋航线成为可能，将大大缩短从太平洋沿岸前往西欧和北欧的航海距离。
图：北极东北航道与传统航道路线对比
做完题再走~
科学研究发现，德雷克海峡（图）的海冰对全球气候变化有重要影响，海冰的多少与厄尔尼诺现象存在明显的相关性，据此完成下面小题。
参考答案与解析
（上下滑动查看）
- B
【解析】海冰的冻结与消融会影响海水盐度。威德尔海位于南半球，与2～3月夏秋季节相比，每年8~9月冬春威德尔海水温更低，海水结冰，海冰盐度低接近于淡水，剩余海水盐度升高，排除ACD；B符合题意。
- C
【解析】据所学知识可知，甲为秘鲁寒流，乙为西风漂流，因此当南极洲及其附近海区温度异常偏低时，德雷克海峡海冰偏多，德雷克海峡水流通量变小，流经德雷克海峡的西风漂流减弱，洋流流量变小，部分受阻水流北上，秘鲁寒流增强，洋流流量变大，排除ABD；C符合题意。
- B
【解析】德雷克海峡的海冰大幅度减少的年份，冰退导致德雷克海峡水流通量增加水位降低，部分本应北上的水流转而进入德雷克海峡，使秘鲁寒流变弱，使东太平洋表面海水变暖，减弱沃克环流，使堆积在太平洋西部的暖水东流，引发厄尔尼诺现象，厄尔尼诺现象发生时，太平洋东部水温异常升高，太平洋西部水温异常降低，因此赤道太平洋东侧沿岸地区降水多，A错；赤道太平洋东西两侧海区温差变小，B正确；赤道太平洋西侧沿岸地区上升气流减弱，降水偏少，C错；由于秘鲁寒流和东澳大利亚亚暖流减弱（东南信风减弱所致），南太平洋高低纬度间热量交换也随之减弱，D错。