南極普里茲灣鄰近海域海冰生消發(fā)展特征分析*

鄭少軍,史久新

(中國海洋大學教育部物理海洋學重點實驗室,山東青島266100)

南極是全球大氣熱機運轉的冷源,對于全球大氣和海洋環(huán)流以及氣候的變換起著重要的作用,海冰則是冷源的關鍵要素[1]。海冰通過熱力學、動力學過程以及在時空上的反饋機制對地區(qū)乃至全球的氣候狀態(tài)和變化起著極其重要的作用[2]。南極海冰對大氣-海洋間相互作用有重大影響,特別是對深海洋區(qū)中冬季的結冰和發(fā)育造成的垂向對流、夏季的融化是形成南極表層水,進而形成南極中層水的主要原因。南極陸架區(qū)的海冰興衰過程是形成南極陸架水的直接原因,它與變性南極繞極深層水混合并受到冰川冰的進一步冷卻作用,成為形成南極底層水的主要水團。南極海冰區(qū)是南大洋生物的主要生長區(qū),海冰變化對海洋食物鏈和海洋生物資源造成重大影響[3]。

普里茲灣是南極大陸除了威德海和羅斯海之外,凹進南極大陸最深的海灣。其位于67°45′S～69°30′S,70°E～80°E所圍成的區(qū)域內,西與達恩利角相臨,灣北為凱爾蓋朗海臺(圖1給出的僅為其南部),灣底與埃默里冰架相接,灣內東、西分別為四女士淺灘和福拉姆淺灘,2個淺灘中間是水深大于500 m,呈東南-西北走向的凹槽,它是灣內外交換的主要通道。冬季,整個海灣冰封,冰厚可達2 m,夏季,海冰大部分消融,但仍有個別區(qū)域被浮冰覆蓋,且覆蓋區(qū)多變[4]。海冰時空變化是影響夏季普里茲灣表層陸架水的重要因素[5-7]。我國自1989年建立中山站(76°22′40″E,69°22′24″S,見圖1)以來,考察船經常要穿越普里茲灣浮冰區(qū)進入中山站進行后勤補給和人員更換,并且開展普里茲灣區(qū)域的綜合科學考察。因此,全面認識普里茲灣所在區(qū)域的海冰分布特征不僅能夠更好理解該區(qū)域的海冰變化規(guī)律,為安全航行提供保障,而且能為普里茲灣生物和化學等研究提供依據(jù)。

國內外對南極海冰的研究已經取得了很多成果,但多集中于大尺度海冰變化規(guī)律[8-11],海冰變化與ENSO、全球海平面變化、溫度場等的關系[12-14],以及南極海冰變化對中國的影響[15-16]等,針對普里茲灣區(qū)域海冰分布的研究非常有限[17-21]。張林等[17]用衛(wèi)星資料計算了普里茲灣海冰北界多年逐月平均值和距平值,并與實測資料進行了對比,指出普里茲灣海冰季節(jié)變化很顯著,然而由于當時衛(wèi)星數(shù)據(jù)的空間分辨率只有25 km,無法給出細致的海冰空間分布特征。Tang等[19-20]基于考察船走航觀測資料,對南極威德爾海至普里茲灣之間海冰分布進行了研究,反映考察船航線上的海冰分布特征,無法刻畫海冰整體空間分布特征和季節(jié)變化規(guī)律。Rintoul等[21]研究表明在普里茲灣東部85°E附近存在1個明顯的北向突出的“冰舌”。就目前發(fā)表的論文看,對普里茲灣海冰的變化規(guī)律和空間分布仍缺乏全面和細致的研究。本文將利用較高分辨率海冰密集度資料,結合地形、氣象資料以及對該海域水團和環(huán)流的認識,分析普里茲灣區(qū)域的海冰季節(jié)變化規(guī)律和空間分布特征。

圖1 南極普里茲灣及其鄰近海域地形以及2003年1月1日海冰密集度分布圖Fig.1 Bathymetry of the Prydz Bay region and sea ice concentration on 1 Jan.,2003

1 數(shù)據(jù)及處理

本文海冰衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)來自美國冰雪數(shù)據(jù)中心NSIDC(National Snow and Ice Data Center)提供的AM SR-E/Aqua海冰密集度數(shù)據(jù)[22](見圖1)。該數(shù)據(jù)序列為逐日資料,采用極方位立體投影,空間分辨率為12.5 km,所用數(shù)據(jù)的時間范圍為自2003年1月1日到2008年12月31日。水深及地形高度場采用NGDC(National Geophysical Data Center)的ETOPO2數(shù)據(jù)。風場數(shù)據(jù)采用NCEP/NCAR全球月平均再分析資料[23]。

本文用海冰面積來量化普里茲灣海冰。海冰面積是海冰資料格點中海冰密集度大于15%的純海冰面積的總和[1],即用大于15%的海冰密集度乘以對應網(wǎng)格的面積得到該網(wǎng)格海冰的面積,然后將計算區(qū)域內的所有網(wǎng)格海冰的面積相加,便可得到所要計算區(qū)域的海冰面積。本文計算普里茲灣的海冰面積時,東西方向取70°E～80°E,南從海岸和冰架開始,向北一直累加到海冰外緣線。海冰范圍是計算研究區(qū)域內海冰密集度大于15%的所有網(wǎng)格面積的和。根據(jù)研究所需,分別計算了多年日平均、多年月平均海冰面積和海冰范圍。

2 普里茲灣海冰面積的季節(jié)變化規(guī)律

作者首先簡要分析普里茲灣海冰面積的季節(jié)變化特征,從而為海冰空間分布特征研究提供基礎。從2003—2008年普里茲灣逐日海冰面積(見圖2)可以看到,普里茲灣區(qū)域海冰面積變化存在明顯的年周期。一般而言,海冰面積在2月底達到最小值,之后從3月份海冰開始凍結,直到9月份海冰面積達到最大值;10月份海冰開始融化,到下一年2月達到最小值,構成1個年循環(huán)。海冰融化過程和凍結所經歷的時間是不同的,海冰融化過程經歷約5個月,而海冰凍結過程經歷約7個月時間,這與整個東南極海冰的年變化規(guī)律相同[8]。融化和凍結時間的不同說明海冰融化速度和凍結速度存在差異,為了便于定量分析這一差異,計算了2003—2008年多年月平均的海冰凍結和融化面積指數(shù)[8],即用當月的海冰面積減去前1個月海冰面積,差值為正值則為凍結,為負時則為融化,同理計算了海冰范圍的季節(jié)變化情況(見圖3)。從圖3可以看到,海冰在凍結和融化階段存在明顯的階段性,海冰融化階段海冰面積和海冰范圍分別在11和12月減少最快,海冰凍結階段兩者在4月份增長最快。該結果與卞林根等[11]所得出的整個南極海冰面積融化和凍結最快月份的分別為12～1月和4～5月結論稍有不同,反映了普里茲灣局地的海冰變化特征。對比同一月份海冰面積和海冰范圍可以看到兩者的變化并非同步的,比較明顯的是在10月,海冰面積減少值明顯大于海冰范圍減少值,而在12月海冰面積減少值卻明顯小于海冰范圍減少值。因此海冰融化和凍結存在幾個明顯的階段性,10月為海冰融化初期,海冰開始緩慢融化,海冰面積和海冰范圍相比9月緩慢減少,之后11～12月為海冰融化中期,海冰快速融化,海冰面積和海冰范圍均迅速減少,并且減少值分別在11和12月到達極值,到1～2月進入海冰融化末期,海冰面積和海冰范圍又緩慢減少;3月份為海冰凍結初期,海冰緩慢凍結,海冰面積和海冰范圍相比2月緩慢增加,之后4～8月為海冰凍結中期,海冰快速凍,海冰面積和海冰范圍迅速增加,并在4月增加值達到最大,到9月份進入海冰凍結末期,海冰面積和海冰范圍又緩慢增加。

圖2 普里茲灣2003—2008年海冰面積(a)和海冰范圍(b)變化指數(shù)Fig.2 Sea ice area(a)and sea ice extent(b)indexes of the Prydz Bay region from 2003 to 2008

圖3 普里茲灣2003—2008年多年月平均海冰面積和海冰范圍(a)和多年月平均的海冰凍結和融化面積指數(shù)(b)Fig.3 Monthly sea ice area(a)and extent freezing and thawing areas indexes(b)from 2003 to 2008 in the Prydz Bay

3 普里茲灣海冰季節(jié)性變化階段的空間分布特征

根據(jù)以上分析的普里茲灣海冰融化和凍結過程的差異,本節(jié)對上述6個階段海冰空間分布特征進行分析,即海冰融化初期(10月),海冰融化中期(11～12月),海冰融化末期(1～2月),海冰凍結初期(3月),海冰凍結中期(4～8月),海冰凍結末期(9月),并且選取各個時期中具有代表性的月份進行詳細討論。為了方便分析海冰融化和凍結不同階段海冰變化的主要原因,本文計算了2003—2008年多年月平均海冰外緣線(見圖4),即普里茲灣區(qū)不同月份海冰密集度大于15%的海冰所能到達的最北端。

3.1 海冰融化初期(10月)

海冰的范圍和面積在9月達到極大值,自10月海冰開始融化。相比9月份,海冰范圍沒有明顯變化(見圖3),其原因是海冰外緣線(見圖4)沒有明顯的向南退縮。相比海冰范圍,海冰面積減少顯著。因此,海冰融化初期主要以海冰密集度減少為主,即體現(xiàn)為浮冰區(qū)內部的融化。比較圖5j和圖5i,可以看到海冰面積的減少主要來源于海冰覆蓋區(qū)北部、特別是凱爾蓋朗海臺處海冰密集度的減小。該處的海冰外緣線接近57°S,比其它區(qū)域偏北約1個緯度。這樣,10月的海冰分布在海臺處體現(xiàn)出海冰分布范圍較大、但密集度較小的特征。這一特征的形成,可以聯(lián)系海洋環(huán)流的形式來解釋。東向的南極繞極流在經過凱爾蓋朗海臺時,分成3支,分別從其北部、中部和南部繞過[24-25]。從海臺中部通過的分支繞過海臺南部海山的北部,將海冰帶到更低緯度,形成了海冰外緣線偏北的現(xiàn)象;而轉向東南方向的流動,能將低緯的能量攜帶至海臺區(qū)域,從而使海臺處的海冰先融化,海冰密集度減小。另外,海臺處來自西北方向的風將低緯度的暖空氣帶過來,也有利于此處海冰的消融。比較而言,近岸區(qū)海冰變化并不明顯。因此,這個時期,海冰的融化主要體現(xiàn)在北部海冰密集度的減小。

3.2 海冰融化中期(11～12月)

相比10月份,11月份為海冰快速融化時期。海冰面積和海冰范圍都顯著減少,且海冰面積的變化在所有月份中達到極大值(見圖3)。海冰面積的減少值仍大于海冰范圍減少值,說明海冰融化仍以海冰密集度減少為主。從圖5k可以看到,63°S以北區(qū)域海冰密集度顯著減少,海冰外緣線南移,而且之前海臺處存在的海冰外緣線北向突出已經不存在;而63°S以南仍以海冰密集度大于70%的密集冰區(qū)為主,但是在近岸處卻出現(xiàn)了3個海冰密集度的低值區(qū),即形成了達恩利角冰間湖(68°E～70.5°E)、普里茲灣冰間湖(75°E～79°E)和Barrier灣冰間湖(在78.8°E與普里茲灣冰間湖相連接)[26],從陸坡附近直到海岸?？傮w上看,11月的海冰密集度空間分布上呈現(xiàn)出隨緯度增加先增加后減少再增加的特殊分布。對比圖5k和圖5j可以看到,海冰的融化并不是單單從北向南整體推進,而是從南北2個方向進行。近岸冰間湖的出現(xiàn)無疑是造成這一特殊分布的關鍵因素。南極的冰間湖多出現(xiàn)在沿岸地區(qū)[27],主要原因是南極地區(qū)特殊的海陸分布特征,使南極大陸沿岸產生強的下降風,將浮冰吹離岸邊,形成潛熱型冰間湖[28]。在融冰期間出現(xiàn)的冰間湖顯然與海冰的融化相關,只有海冰密集度減少,產生了較多的冰間水域,才能在風力的作用下,形成冰間湖這樣大面積的集中開闊水域。當然,這3個冰間湖的形成還有地形、海洋環(huán)流等其他因素的影響。值得注意的是在四女士淺灘與弗拉姆淺灘之間存在1個低海冰密集度區(qū)域,且從79°E,64°S可以擴展到75°E,66°S。夏季的觀測表明,這里正是大洋區(qū)的繞極深層暖水進入普里茲灣的通道[29]。如果11月也存在進入普里茲灣的暖水,將有助于普里茲灣內海冰的融化,這一推論尚有待于春季海洋觀測資料的支持。同時,西向的陸坡流流經此處時,由于不再受到四女士淺灘的阻擋,可以向南侵入到灣內,從而為海冰融化提供能量,也可能是灣內海冰減少的原因。

圖4 普里茲灣2003—2008年多年月平均海冰外緣線Fig.4 Monthly sea ice edges from 2003 to 2008 in the Prydz Bay

12月份仍為海冰快速融化時期,海冰面積和海冰范圍仍繼續(xù)減少,但海冰范圍減少值明顯大于海冰面積減少值,且為全年之最(見圖3)。該月海冰融化以海冰外緣線向南退縮為主,海冰外緣線整體上急劇向南退縮至64°S附近(見圖4)。上文提到的3個冰間湖的海冰密集度繼續(xù)減少,出現(xiàn)海冰密集度小于15%的開闊水域,且普里茲灣冰間湖和Barrier灣冰間湖連成一片。而11月已初現(xiàn)端倪的四女士淺灘與弗拉姆淺灘兩處密集海冰之間的低密集度冰區(qū)也充分發(fā)展,形成了1個海冰密集度低于60%的區(qū)域,該區(qū)域大約以74°E,67°S為中心呈西北-東南走向,且中心位于普里茲灣口的深水道。如前所述,這一低值區(qū)的形成很可能與灣外深層暖水和沿岸流侵入灣內有關。低值區(qū)兩側的高密集度海冰區(qū)很早就受到中國學者的關注[1,10],因為它們經常成為考察船進出普里茲灣的障礙,被稱為灣口的“冰壩”。從本文的海冰密集度圖上看,盤踞灣口的這兩條冰壩分別處于弗拉姆淺灘和四女士淺灘,與地形有非常好的對應;灣口東側的冰壩從西冰架大體沿著四女士淺灘形成了1條東北-西南走向的冰舌,與陸坡流的方向一致[25];而灣口西側的冰壩則來自普里茲灣的西側,與灣內順時針流場的出流一致[30]。在達恩利角存在不封閉的逆時針的環(huán)流,當海流流經弗拉姆淺灘時,受該淺灘的阻擋而向北和西形成逆時針的繞流,從而造成了海冰在達恩利角以東堆積形成密集冰區(qū)。該冰舌在夏季經常存在,即使在灣內海冰融化較多的月份(如2003年1月)依然存在。綜上所述,這兩條冰壩的形成,與普里茲灣的地形和環(huán)流場有密切的關系。

3.3 海冰融化末期(1～2月)

相比12月份,1月份為海冰緩慢融化時期。1月份海冰面積和海冰范圍都緩慢減少,且海冰范圍減少值大于海冰面積減少值(見圖3),即海冰融化仍以海冰外緣線的退縮為主。北部海冰外緣線退縮至65°S以南(見圖4),而且普里茲灣內無冰水域的范圍也比12月份擴大,呈東北-西南走向,大致位于灣東部73°E～82°E的區(qū)域,南北跨越可以達到2個緯度;浮冰區(qū)密集度也明顯減少,除了幾個孤立的密集冰區(qū),海冰密集度多已降到50%以下(見圖5a)。達恩利角以東冰舌的范圍減少,沿著達恩利角突出的方向呈東北-西南走向,占據(jù)67.4°S～68.3°S,70°E～71.5°E的區(qū)域。四女士淺灘處的冰舌最南端位于76°E,67°S,海冰密集度約為70%,沿著東北-西南走向海冰密集度逐漸增加,在82°E,65.5°S與西冰架外密集度為100%密集海冰相接。在85°E存在海冰密集度為15%的海冰突出,其最北端可以達到63.5°S附近,這也是1月多年平均海冰所能達到的最北端。上文提到的南極繞極流的東南分支繞過海臺后急劇向北偏轉[25],可能是形成這一北向的突出的主要原因。值得注意的是,埃默里冰架前緣的東部還存在1個密集冰區(qū),位于73°E～77°E,最北端可達到69°S。這個密集冰區(qū)恰位于冰架與海岸形成的小灣內。

2月海冰的范圍和面積都進一步減小(見圖3),海冰面積達到最小值(見圖2),但海冰融化的速度較前3個月已經明顯減慢。2月海冰分布情況與1月相似,集中在普里茲灣東西兩側的近岸區(qū)域和灣口的陸坡附近(見圖5b)。近岸達恩利角冰間湖和普里茲灣內開闊水域范圍繼續(xù)擴大,灣口的2條冰舌雖仍然存在,但是海冰密集度已降至70%以下。西冰架外緣存在海冰密集度為100%的密集海冰。此外,60°E附近、埃默里冰架前緣東部和西冰架以西依然存在海冰密集度達到100%的密集海冰。

3.4 海冰凍結初期(3月)

隨著氣溫的降低,從3月份開始海冰進入凍結時期,海冰面積和范圍都緩慢增加,且海冰面積的增加值小于范圍增加值(見圖3),但海冰外緣線向北擴展并不顯著,其擴展主要位于60°E～75°E范圍內,其它區(qū)域海冰邊緣線基本上不變(見圖4)。相比2月份,達恩利角冰間湖、普里茲灣冰間湖和Barrier灣冰間湖所在位置海冰密集度明顯增加,海冰凍結以灣內冰間湖所在位置海冰密集度的增加為主。原來的冰間湖已全部為海冰覆蓋,整個冰區(qū)不存在任何無冰水域。除此之外,達恩利角以東和四女士淺灘處海冰密集度也明顯增加。達恩利角以東高密集度海冰從70°E,68°S向東北方向延伸,與沿著陸架坡折呈東北-西南走向的四女士淺灘處的海冰連成一片,從而形成灣口陸架坡折處海冰密集度高于其南部和北部的特殊海冰分布特征。西冰架以北82°E～84°E之間依然存在海冰密集度為80%的密集海冰,相比2月份其海冰密集降低,控制范圍減小,由此可以看到當灣內大部區(qū)域海冰開始凍結時,西冰架北部的海冰密集度仍處于減少階段,其開始凍結階段相比灣內要晚。2月份在60°E附近和埃默里冰架前緣以東的密集冰區(qū)范圍均顯著減小甚至消失?？傮w上看,相對于前3個月而言,3月的海冰覆蓋區(qū)內密集度的差異明顯減小,呈現(xiàn)相對均一的態(tài)勢,即海冰凍結初期的區(qū)域性差異不大,這與融化期密集冰區(qū)與開闊水域并存的分布特征(見圖5a、b和l)形成鮮明的對比,體現(xiàn)出該區(qū)域海冰凍結和融化過程的差別。

3.5 海冰凍結中期(4～8月)

從圖3可以看到,4～8月為海冰快速凍結時期,在此階段海冰面積和海冰范圍增長速度都較快。一方面,海冰外緣線大幅度地逐步向北擴展,從66°S的陸坡附近,一直推進到59°S附近,北進了7個緯度(見圖4);另一方面,海冰密集度也顯著增加,只是在海冰外緣線以南約2個緯度之內海冰密集度可以低于70%(見圖5e～h),在此之南絕大多數(shù)是密集冰區(qū)。只是在達恩利角以北、沿埃默里冰架前緣,西冰架前緣的86°E處存在小塊的密集度為70%的海冰區(qū)域,如前所述,這些區(qū)域存在的強烈南極下降風是形成這些冰間湖的主要原因。在78°E,67°S的四女士淺灘以南也存在小塊海冰密集度為70%的區(qū)域,這可能與進入灣內的暖水有關。4月份是海冰凍結速度最快的階段,海冰面積增長值略大于海冰范圍增長值。4月份普里茲灣海冰密集度明顯增加,整個普里茲灣被密集海冰所覆蓋,海冰凍結主要表現(xiàn)為普里茲灣海冰密集度的增加(見圖5d),5月份海冰面積和海冰范圍增長值小于4月份和6月份,體現(xiàn)出海冰增長過程的復雜性。作者認為,造成這一現(xiàn)象的主要原因是5月份海冰外緣線推進到了南極輻散帶[30-31]所在位置。由于南極輻散帶北部為終年西風所控制的東向流(南極繞極流),南部為極地東風控制的西向流(南極沿岸流),從而在該處形成了輻散上升流。一方面,輻散帶南側的偏南流,阻礙了海冰外緣線的北進;另一方面,上升流攜帶深層暖水為海冰融化提供能量,阻礙海冰密集度的增加。因此,輻散帶成為浮冰區(qū)擴張的障礙,從而使5月份海冰增長速度低于4月份和6月份。從圖5e可以看到,5月份沿岸區(qū)域基本上被密集度為100%的密集海冰所覆蓋,大洋區(qū)海冰向北最遠可以擴展到61°S附近,海冰密集度超過80%的海冰基本上分布于64°S以南的區(qū)域,海冰密集度向北逐漸減小,海冰外緣線在60°E～84°E之間基本上沿著63°S緯線,在中部稍微向北突出,而在85°E附近海冰外緣向北突出明顯,可達到61°S,比其東部83°E附近的海冰外緣突出接近2個緯度。Rintoul等[21]研究表明,85°E附近受地形限制的近岸流和異常南向的風場是形成這一北向突出的主要原因。從地形上可以看到3 000 m等深線在83°E,63°S存在明顯的向南彎曲,東向的南極繞極流繞過海臺南端后而轉向東北[25],從而形成了在83°E,63°S海冰外緣略向南凹進,而在85°E,61°S海冰向北明顯突出的特殊海冰分布特征。同樣,當東向的南極繞極流繞道凱爾蓋朗海臺中部的凹陷時,能將高緯度冷水帶到北部,從而使海冰外緣線從7月份開始形成在凱爾蓋朗海臺處明顯北向突出的特征。

3.6 海冰凍結末期(9月)

9月海冰面積達到最大值(見圖2),海冰凍結速度達到最小值,海冰范圍和海冰密集度的增加非常有限(見圖3),海冰外緣線與上個月相比變化不大(見圖4),為海冰凍結末期。此時海冰外緣線在東西方向上基本上平行于等深線,僅在凱爾蓋朗海臺北部存在沿2 000 m等深線向北的突出,可以達到57°S,仍然體現(xiàn)了海臺的重要影響。隨著緯度的升高,海冰密集度逐漸增加,而在63°S附近稍微降低,然后繼續(xù)增加,在64°S以南除達恩利角以北、埃默里冰架前緣和四女士淺灘以外,海冰均為密集度為100%的密集冰區(qū)。值得注意的是60°S～64°S之間的海冰密集度約為90%,而其南部和北部均存在密集度為100%的海冰,特別是在73°E～80°E之間這種現(xiàn)象尤為顯著,這種特殊的海冰分布特征同樣是由于南極輻散帶造成的。輻散的流場使海冰在輻散帶不易聚集,上升的暖水阻礙海冰的增加,從而最終形成了海冰密集度比其南部和北部都略低的特征。

圖5 2003年到2008年多年月平均海冰密集度Fig.5 Monthly sea ice concentration from 2003 to 2008

4 結論

本文利用美國冰雪數(shù)據(jù)中心提供的2003—2008年高分辨率海冰密集度數(shù)據(jù),結合風場數(shù)據(jù)和以往的水團和環(huán)流研究結果,對普里茲灣區(qū)域海冰的季節(jié)變化和空間分布特征進行了討論,得出如下結論:

(1)普里茲灣區(qū)域海冰面積呈現(xiàn)相對穩(wěn)定的季節(jié)變化規(guī)律,表現(xiàn)為自3～9月份為海冰凍結階段,9月份海冰面積達到最大值,自10月到下一年2月份為海冰融化階段,2月份海冰面積達到最小值。海冰凍結過程和融化過程分別經歷7和5個月。

(2)海冰凍結速度和融化速度存在差異,海冰融化速度最快月份是10和11月,海冰凍結以4和6月為最快,而5月的凍結速度有所降低。海冰融化階段,10～11月份海冰融化以海冰密集度減少為主,之后11～2月份海冰融化以海冰外緣線向南退縮為主。海冰凍結階段,2～4月份海冰凍結以海冰密集度增加為主,之后4～9月份海冰凍結以海冰外緣線向北擴展為主。

(3)普里茲灣近岸存在達恩利角冰間湖、普里茲灣冰間湖和Barrier灣冰間湖,這3個冰間湖自11月份開始出現(xiàn)到下一年2月份冰間湖面積達到最大值,冰間湖可以維持約4個月的時間,且普里茲灣冰間湖與Barrier灣冰間湖經常連成一片,從而形成大面積的冰間開闊水域。由于普里茲灣近岸冰間湖的存在,在海冰融化階段,形成了海冰密集度從大洋到陸架坡折處先增加,到灣內冰間湖區(qū)減少,在埃默里冰架前緣又增加的特殊海冰分布。因此普里茲灣海冰存在大洋區(qū)由北向南融化,近岸區(qū)由南向北融化的特征。這種特殊的融化機制不僅會加速普里茲灣近岸海冰的融化,同時也將影響灣內海洋過程。

上述研究使作者對于普里茲灣區(qū)域海冰的季節(jié)變化和空間分布特征有了較全面的認識,下面對影響普里茲灣海冰分布的因素進行簡要討論。位于達恩利角以東和四女士淺灘處冰舌,與地形有非常好的對應,兩冰舌之間的低密集度海冰可能由于從灣口深水道侵入灣內的暖水形成。南極繞極流在流經凱爾蓋朗海臺時在海臺中部向北偏轉,從而形成使8～10月海冰外緣線在海臺處形成向北的凸起,最北可達57°S。南極繞極流在流經凱爾蓋朗海臺時繞過海臺南部后轉向東北,使5月海冰外緣線在85°E附近向北突出明顯。受南極輻散帶的表層輻散流和上升暖流的影響,5月海冰外緣線跨越南極輻散帶時受阻;在冬季冰盛期,南極輻散帶處海冰密集度明顯小于周圍區(qū)域。南極大陸下降風有利于普里茲灣近岸冰間湖的產生,海冰融化初期西北方向的風帶來低緯度的暖空氣,從而有利海臺處海冰融化,異常南向的風場是85°E附近向北突出另1個主要原因。因此地形、流場和風場均對普里茲灣海冰分布特征具有重要影響,但其具體過程仍有待進一步深入研究。

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