關注南極
所在位置: 首頁 > 關注南極 > 南極概況南極概況

南極的氣候

   

   

 

    南極的氣候非常嚴酷,寒冷、狂風、乾燥,一片荒蕪。從吉尼斯世界之最的角度來看,南極氣候有一大批項目可以入選:

    1、南極是世界上最冷的地方:南極是地球最南之極,也是地球最寒冷之極,南極洲的年平均氣溫在-28℃,南極大陸內部的年平均氣溫在-40~-60℃,最低氣溫達-89.2℃,這個地球上的最低溫度紀錄,是1983年7月在南極冰蓋高原上的俄羅斯東方站測到的。相對而言,北極的年平均氣溫要比南極高上20℃,即,北極的冬季幾乎相當於南極的夏季。

    如前所述,南極大陸過去原本是溫暖0之地,為何現在會成為冰天雪地?同樣是極地,為何南極遠遠冷於北極?地處極地、陽光入射角度低,日照微弱,且存在極夜,這是南北極寒冷的共同原因。但南極大陸的寒冷還有它特有的原因,其一,南極大陸是一塊孤立的陸地,大陸週邊是南極環流,這種寒流阻絕了一切來自低緯度暖流的影響,加劇了南極大陸的寒冷環境;其二,南極大陸中部高高隆起邊緣下降,在南極大陸的腹地,因為冷空氣的冷卻下沉,形成了極地高氣壓帶,劇烈的暴風從南極大陸腹地吹向周圍地區,形成風壁,阻絕了低緯度暖濕氣流進入的可能;其三,南極大陸98%覆蓋著冰雪,冰雪層對日照的反射率達到80%-84%,絕大多數的太陽輻射都被反射回了太空之中;其四是高海拔、稀薄與乾燥的空氣,使得熱量難以保存。海陸空三路一齊強悍阻擊,抑制了熱量所有可能傳遞過來的通道,南極再不冷不足以平民憤了。

    2、南極是世界上風力最大的地區。南極沿海地區的年平均風速為17~18米/秒,東南極洲的恩德比地沿海到阿黛利地沿岸一帶的風力最強,風速可達40~50米/秒,最大風速達到100米/秒,被喻為“世界的風極”。據澳大利亞莫森站20年的統計資料,每年八級以上大風日就有300天。1972年,莫森站觀測到的最大風速為82米/秒。法國的迪維爾站曾觀測到風速達100米/秒的颶風,這是迄今為止世界上記錄到的最大風速。作為比較,鄭重提醒:按照蒲福氏風級標準,12級颶風的風速是32.6米秒。大家可以想像,12颶風的三倍的風速,中間還夾帶著濃稠的雪珠鋪天蓋地轟擊過來,將是怎樣的情景,何況狂風會迅速帶走人的熱量……1960年10月10日,日本昭和科考站一名福島博士走出基地房間去喂愛斯基摩犬,突遇每秒35米的暴風雪襲來,馬上就蹤影全無,直至1962年2月9日才在4公里外發現他完好的屍體。

    南極之所以稱為“世界的風極”,如前所言,是因為高海拔和高氣壓等的共同作用.南極大陸的中部巍然聳立,沉重的冷空氣在極地高氣壓帶得驅動下,象瘋狂衝鋒的馬隊一樣沿著斜坡沖下,這種衝擊力無休無止,所以南極象一個自動的高功率的冷風機。南極的風也是南極地貌的雕塑師,冷空氣從大陸高原上沿著大陸冰蓋的斜坡急劇下滑,形成近地表的高速風,這種風向不變的下降風將冰面吹蝕成特有的波狀起伏的溝槽。南極大陸的壯麗景色,很大一部分要歸功於南極風。

    因此,來到南極,對南極的颶風必須保持尊重,尊重的最有效的方法是不要逞能。各國在科考站和前進基地的附近,都建有避難所,裡面備有飲料、食品、通訊設備、小型發電機、取暖爐、睡袋等。一旦遇上暴風雪,來不及撤回科考站,必須就近進入避難所。科考站的惡建築之間,都埋設樁柱,系上粗繩,在風雪中如必須出行,一定要依靠繩索。

    3、南極是世界上最乾燥的地區。南極大陸的年平均降水量為55毫米,且幾乎所有降水都是雪和冰雹,僅大陸個別邊緣地區的降水可達500毫米左右。隨著緯度的逐步增加,降水量會不斷減少,在南極大陸的中部地區,年降水量僅有5毫米。在南極點附近,年降水量近於零,比非洲撒哈拉大沙漠的降水量還要少。因此,雖然南極到處冰雪皚皚,但那都是固態的水,南極的空氣其實非常乾燥,是個名副其實的“白色沙漠”。其主要原因是固態的冰雪降落在大陸後形成巨大的冰蓋,加之極端寒冷的氣候和極少的日照量,冰蓋的累積量還略大於消融量,形成乾燥的沙漠性氣候。一個最典型的例子是:有人在冰雪中發現幾十年前探險隊員留下的火柴,輕輕一劃就著了。

    由於南極高原的空氣濕度幾近乎零,雪花不會融化,只會成為石膏粉一樣的雪粉,空氣中殘餘的水份也被凍成了冰晶。所以在南極的惡科考站中,防火和防凍一樣重要,在這裡一有火星,馬上就會成燎原之勢,而且還沒有水來滅火。在我國的南極長城站,無論天花板和牆壁,都是石膏版,地板、房門、地毯也全部經過嚴格的防火處理。

    4、南極是世界上冰雪量最多的地方。南極洲的面積約1400萬平方公里,約為地球陸地總面積的1/10。南極大陸上的大冰蓋及其島嶼上的冰雪量占全世界冰雪總量的95%。如果這些冰雪量全部融化,全球的海平面將升高60米,世界的陸地上將有2200萬平方公里面積被海水淹沒。 

    南極還有幾種非常特殊的氣候或氣象效應:

    一是白化效應:這種南極特有的現象是由於極地低溫和冷空氣交互作用二形成的。陽光照到鏡面般的冰層,再反射到低空雲層,雲層中有無數細小的冰晶漂浮,它們又將光線散射出去,再反射到地面冰層。這樣來回反射散射,最後會形成乳白色的天空,人一旦處在這種白化區域,感覺上就像被泡在一杯牛奶中一樣,視覺會發生錯覺,完全失去分辨遠景和近景的能力,也失去分辨物體大小的能力。一旦遇到這種情況,最好的選擇是完全停止不動,不要再相信你看到的一切。 

    二是日暈效應:我們的大都市有PM2.5,南極也有它自己的料,別看似乎晴空萬里,其實南極的空氣中漂浮著肉眼看不到的微冰晶,氣象學家稱之為金剛塵。陽光穿過冰晶,如同穿過三角棱鏡,光線與冰晶表面形成22度的最小偏向角,於是光線發生有規則的偏向折射,最後會在太陽外面形成一個巨大的彩色光環,稱為22度光暈。以上是微冰晶為等邊六角柱狀體的情況,如果微冰晶是等邊六角形的片狀體時,最小偏向角為46度,會形成46度日暈,相對比較暗淡。

    三是日柱效應:鑒於同樣的形成機制原因,當微冰晶是六角形薄片時,如太陽在低空位置,太陽上方會形成一束垂直的光柱,頂天立地,象孫大聖的金箍棒。

    四是極光現象。南極和北極都會產生這種現象。極光一般出現在離地100公里以上的天空,那裡是大氣層中的電離層。當太陽風高速帶電粒子進入電離層時,會與電離層的帶電粒子發生碰撞,從而發出了各種色彩的光:紅色、綠色、黃色等等五彩繽紛兼而有之。其形狀也是多姿多彩,帶狀、簾狀、射線狀、火焰狀無奇不有。它的發光原理和螢光燈、霓虹燈的原理是一樣的。大氣層中的電離層到處都有,為什麼偏偏南極和北極才有鐳射?這是一個電磁場的原理,帶電粒子最喜歡走的路線就是磁力線,而眾所周知,地球磁場在南北極歸於地磁極,所以帶電粒子理所當然地沿著這條高速公路走了進來。 

    五是極夜和極晝現象。中科院南極專家劉小漢先生曾經很生動地形容道,如果站在南極點,一年的時間可以概括為只有一天一夜:二個月的黎明,四個月的白天、二個月的黃昏、四個月的黑夜。很有洞中方一日,世上已千年的氣派。 

    極晝和極夜現象發生在南極圈和北極圈,即緯度為66度34分的那根緯線裡面的地區。因為地球自傳軌道面和地球繞太陽公轉的軌道面之間存在一個23度26分的傾斜角,因此地球在公轉時有六個月總是某一極朝向太陽,於是在南極和北極,極晝和極夜就會交替出現。在南極圈活北極圈上,極晝或極夜只出現一天;但到了極點,極晝和極夜就延長到了半年。極點極點,總是登峰造極之點,要麼永遠明亮、要麼永遠黑暗,很走極端的性格。南極因此每年也分寒、暖兩季,4~10月是寒季,11~3月是暖季。

    六是臭氧空洞。談到臭氧空洞,首先要從大氣層談起。大氣層從低到高分為對流層、平流層、中氣層、熱氣層。由於重力的作用,90%以上的空氣集中在離地表三十公里內,到了離開地表一百公里的地方,空氣已經稀薄到不及海平面的百萬分之一了。相比於地球6370公里的半徑,大氣層確實絕對是一層超薄的薄膜,地球的外衣如同最輕薄的絲綢。在20-30公里的平流層中,存在著臭氧集中的臭氧層,臭氧的功能是能吸收紫外線並轉化成熱能,是地球上一切生命的天然保護傘,沒有臭氧層,來自太空的輻射會迅速傷害我們。但上個世紀科學家們意外地發現,從七八十年代開始,大氣中的臭氧層明顯減少,並且在南極上空形成臭氧空洞。1992年,在南極上空甚至出現了超過2300萬平方公里的,達到南極大陸面積一倍半的巨大的臭氧空洞。也就是說,全球人類的生存正在受到共同的威脅。研究表明,臭氧空洞的產生和人類工業生產中排出的CFCs(氟氯碳化物)緊密相關(至於為何北半球為主排放的氟氯碳化物會導致南極出現臭氧空洞,這涉及一系列氣象和物理化學原因,在此略過)。為此,1987年,27個國家簽訂了蒙特利爾議定書,後來締約國增加至100多個國家,並限定1996年起全面禁用CFCs。這一事件,是從單純的科學研究向全球性政治活動事務演變與延伸的重要案例,地球環境問題逐漸成為全球各國的重要政治議題。