[科普中国]-冰架

简介

冰架与海岸连在一起相当厚的漂浮或搁浅的大冰原。其厚度从岸边向冰前沿方向逐渐减小，高出海面2—50米或更高。前苏联科学家认为，其根部厚度为200—1 300米，前沿处厚度为50—400米。通常，冰架的水平范围很大，其表面平滑或略有起伏。其为陆地冰川向海的延伸，并通过冰上积雪的硬化而增加厚度。世界上最大的冰架是南极洲的罗斯陆缘冰和菲尔希纳陆缘冰，其面积均为数十万平方米。冰架分为正常冰架、半残留冰架、残留冰架和剩余冰架4种1。

冰架形态及其内部结构特征Stosius等在卫星激光高度计测量数据的基础上运用地统计学中的克里金插值方法建立了东南极洲埃默里冰架的数字高程 ,开创了冰架数字形态研究的先例。进行凿洞和冰芯钻探是直接考察冰架内部结构不可替代的方法。如今在南极洲的主要冰架上都进行过穿透冰架的钻探 ,对冰架内部结构、底部及其下覆海洋进行观测 (如 Ross冰架的 icecoreJ9)。龙尼冰架凿洞研究证实了冰架中心区域存在厚层的底部附着冰。埃默里冰架的热水钻项目凿洞结果分析表明埃默里冰架垂向结构主要由 3部分组成:表面是降雪沉积的粒雪 ,中间最厚的部分是陆地 (冰川 )冰 ,底部是海洋附着冰。邓世坤、孙波等采用探冰雷达精确确定了埃默里冰架测量点处降雪沉积粒雪层与底部海洋附着冰厚度 ,以及埃默里冰架底部消融区与冻结区的分界线大致位置

冰裂隙是由于冰川冰流压力、冰架前缘和底部海域潮汐作用以及冰架自身重力等因素综合影响而发育的 ,是冰架内部结构的重要特征 ,也是衡量冰架稳定性的重要指标。冰架底部的冰裂隙是普遍存在的 ,在接地线附近由于浮力和引潮力的作用 ,冰架常常发生断裂 ,形成大的冰隙 ,其高度一般可以达到总的冰层厚度的一半。在冰川冰流的推动下,冰裂隙沿冰流方向被推到冰架的不同区域,并受冰架底部消融冻结过程和潮汐作用的影响继续发育。因而从冰架上崩裂的大型平顶冰山也发现有大量的底部裂缝。在冰架表面也发育大量的冰裂隙,主要是由于冰架冰流速度在不同时期和不同区域存在较大差异所致,同时全球气候变化也影响着冰架裂隙的扩散及其演化。冰架裂隙的监测一般通过地面雷达和卫星观测数据并加以解译,这样可以减少冰架野外实地考察的风险。

冰架内部结构特征及其稳定性的研究运用了各种实地测量和星载遥感技术进行。但受限于探冰雷达的实测剖面和星载遥感数据的解译及其精度 ,对南极各主要冰架的内部结构以及外部形态特征只有大致的了解。要加深对冰架形态及其内部结构特征的认识,需要多设测量剖面,长期不断补充实地探冰雷达数据,同时需要继续提高对星载遥测数据的解译能力 ,充分利用先进的高精度遥测技术2。

冰架形态及其内部结构研究冰架稳定性是通过冰架形态及其内部结构特征来进行描述的。无线电回声探测技术和地震学方法是研究冰架形态及其内部结构以及冰架底部界面信息的主要技术手段。 20世纪进行南极科学考察工作以来,无线电回波测深就成为南极冰川监测、冰盖的厚度探测和内部结构研究的现场高精度探测技术。冰雷达探测能精确地确定冰架底部冻结区与消融区的分界线,雷达图像反映海水冰和内陆 (冰川 )冰在结构与性质上的差异 ,能让科学家了解到冰架内部结构的具体特征。为了更加全面准确地了解南极冰盖的物质平衡及其动态变化过程,星载探测技术已经成为南极冰盖内部结构研究的主流技术2。

人类对冰架崩解关注的历史不长，对崩解面积到底多大算正常等了解还不够。但过去几十年的有效观测表明，大面积的冰架崩解现象并不多，而且集中在全球显著变暖的近20年内。2002年，位于南极半岛北部、面积为3250平方公里、冰层厚度将近200米的拉森-B冰架崩裂，如此大面积的冰架在短短数月内连续崩解，引起国际社会的广泛关注。此次加拿大北极地区冰架的崩解也是较为严重的一次。

冰架大面积崩解必然与全球变暖有关。这些年来发生冰架崩解的地区恰恰集中在全球变暖最显著的三大区内：南极半岛地区、阿拉斯加及加拿大高北极地区和西伯利亚地区。这三处是全球变暖最显著的区域，近年的两次最大的冰架崩解事件都发生在这些地区。

根据科学家最新预测，由于全球变暖的影响，最迟到2080年左右，现在只有破冰船才能穿过的北冰洋，在夏天将可能成为无冰的海洋，船舶可以畅行。由此看来，北半球的交通格局届时由于气候变化将会发生极大的改变。

在高海拔、高纬度地区形成的流动的冰体称为冰川，更大的冰体称为冰盖。北极大量小冰川也可能会大面积退缩甚至消失。中国地处中低纬度地区，是冰冻圈面积最大的国家，冰川数量接近6万条。冰冻圈对我国很重要，包括冰川、积雪、冻土等。世界自然基金会发布消息称，喜马拉雅冰川退缩将对中国、印度、尼泊尔造成负面影响，主要影响之一是若干年后水资源会减少。过去50年中国80%的冰川在退缩，只有20%的冰川保持稳定或略有前进。这表明，青藏高原的气候变暖是比较显著的。

由冰雪、冻土组成的冰冻圈现已成为全球变化研究领域最热门的课题之一，其中“气候与冰冻圈计划(CLIC)”作为一个正在执行的计划，吸引了全球许多国家科学家的参与。国际上已对冰冻圈研究给予前所未有的关注，中国率先成立了CLIC国家委员会，随后许多国家也纷纷成立了国家委员会。联合国有关机构将在法国巴黎启动“第四次国际极地年”活动，主题是关注两极地区的研究，包括自然、人文以及科学普及的课题都已列入研究计划。全世界60多个国家、上百个项目、几千名科学家将集中从事两极地区研究。之所以要启动这一课题是因为：两极地区是气候变化响应最敏感的地区，气候变化往往会首先在两极地区表现出来。另外，两极地区也是气候变化的驱动器和放大器。

中国将在极地年推出名为PANDA的核心计划，主题是研究两极地区海洋、大气、冰雪等的相互作用，包括大气、冰川、生物、海洋等学科。中国科学家将连续3年在极地进行观测及研究工作。

体积减小

在这几十年以来，冰架的体积一直在减小。它们融化、断裂，甚至整个消失不见3。

地理所有加拿大冰架都连接着埃尔斯米尔岛。

南极洲冰架

南极洲冰架附近的自然现象

南极洲海岸有44巴仙都连接着冰架。南极洲冰架的总面积为1,541,7008平方公里。 冰架包括：

罗斯冰架

龙尼冰架