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海冰的灾害及防御 |
发布时间:2014-03-21 |
海冰是极地海域和某些髙纬度区域最突出的海洋灾害之一。海冰是由海水冻结而成的咸水冰,但也包括流人海洋的河冰和冰山等。大陆冰川或陆架冰滑入海洋后断裂而成的巨大冰块中,露出海面的高度在5m以上者称为冰山,髙度大者可达几十米,长度一般为几百米至儿十千米。海冰,特别是冰山,对航行船舶和海洋资源开发设施的安全构成很大的威胁。 海冰在全年覆盖约的海洋,现在人们普遍认为,海冰是影响大气和海洋动力和热力状况的非常重要的因子。作为海气之间的绝缘层和表曲紊热流的交换台,在同一大气状况条件下海冰的活跃度比起周围开阔水域来,小了两个数量级。同样,海冰对太阳短波辐射的吸收远远小于开阔水域,在有海冰的地方,原本落到海里的降水直接落在浮冰表面。因此在冰区海洋表面热量和淡水平衡有着强烈的相关性。 海冰对海洋表面的物理性质具有鲜明的影响,因为其高的反照率和对海气之闻动力、热量及物质交换的影响而改变了海洋表面的辐射平衡。海冰还可以导致海冰覆盖区表面在冬天比无冰区表面更低的温度。海冰冻结过程释放的盐分,可加深海水表面混合层,并通过对流,影响南北半球的海水底部和顶部的组成。相反,融化时释放相对的淡水,并使海水表面成层(例如, 混合层退却至较浅的深度)。和低纬度相反,在极地区域混合层的发展受控于海水表面的盐和淡水的通量。通过这些影响,海冰在全球热平衡和全球热盐的循环方面起到关键的作用。因为气候变暖海冰退缩以及各种变化的反馈过程会产生全球效应和作用,特别在高纬度地区增强气候变化。 海冰可以通过反照率末监测,海冰表面的反照率明显高于海水表面反照 率,在水与冰的交界处,反照率有突变或存在极大的梯度。据此可以研究海冰的覆盖范围和流冰的密集程度。 海冰在南大洋的气候系统中所起的作用主要是改变了大洋表面的辐射平 衡、能量平衡和物质平衡。海冰的覆盖吋造成海洋表面反照率的改变,影响海洋表面对太阳辐射能量的吸收。通常无冰覆盖的海面反照率为10%〜15%。 在海冰区,有新雪的海冰表面,反照率可以达到90%。但反照率的变化与海冰厚度、冰间水域的面积、海冰表面雪盖的情况奋很大的关系。 因为海冰盐度小于周围海水,其变形和衰退不仅强烈影响海气之间的热交换,而乱影响海水表面水平衡,因此对全球海洋环流产生潜在的影响。 通过热力学和动力学过程,海冰对地区乃至全球的气候状态和可变性起至关重要的作用,在空间上和时间上形成一系列反馈作用机制主要是因为, 冰表面反照率反馈,海冰绝缘作用,海冰生成吋释放的盐分及海冰融化时表曲海水淡化使得全球热盐环流受到较大影响。 由于海冰能大量反射太阳辐射,阻碍海气热量交换,故海冰的生消及数量多寡,既直接影响海况和海平面的变化,又影响大气环流和气候。海冰, 特别是冰山.对航运和海洋资源丌发的设施有很大的威胁。在北大西洋纽芬兰附近,每年3--7月冰山最多,为了保证航运安全,自1913年起,美国和加拿大等国组织了国际冰山巡逻队,用飞机、无线电、雷达等手段,侦察报告冰山的地点和活动情况,发布冰山警报。1960年代以来,卫星、遥感技术的出现,可及时地、同步地和大范围地监视冰山的活动,为海冰的观测、预报和研究等开辟了新的途径。 海上冰况侦察通常由飞机执行,陆上的侦测单位,以及水面上工作的船 只,如破冰船等都是可以通报的单位,而在加拿大有专门负责的机构,其如同气象预报般地报告冰况,对航行船只的安全颇有帮助。 海上冰况侦察吋,通常如同气象般地耑要预测,而海冰的移动,大部分是受到风力的影响,而海流当然也是影响因素之一。而漂冰的速度通常为风速的1/50,也就是说,当风速为50节时,漂冰的速度为1节。 在北半球,漂冰受风而移动,移动过程中又会向右边偏移约漂冰之所以偏移方向,是由于漂冰本讶对于其运动状态有一种阻抗力,此阻抗力与漂冰面积及漂流速度的平方成反比。 处理个别漂冰的问题,一般假设海水为静止状态、较薄的漂冰,各种应力均作用于平面上,稳定状态,即加速度为零。其要点是风速小冰块厚,则偏离的角度大;漂流速度与风速成正比,且等于风速的2%;地球自转偏向力与冰层厚度成正比;漂流速度愈大,则偏离的角愈小;漂流速度与风力作用成正比,与海冰厚度成反比。 |