南极冰间湖内在原因探讨

南极 冰间湖 海冰密集度 洋流

作为全球变暖的重要指标，南极冰层的融解情况受到全球科学家的普遍关注。

媒体报道，近日科学家再次在南极地区发现了巨大的冰间湖，规模尺寸和世界最大淡水湖 -- 苏必利尔湖（Lake Superior）相当，而这种冰间湖的形成科学家至今没有明确的解释。

这次的冰间湖最大的时候像是一条巨大的鲸鱼

最近一个月（2017年9月~10月）的演变情况（通过被动微波传感器AMSR2日海冰密集度产品制作）

这个地方历史上曾经多次出现冰间湖，这次是规模很大的一次。但是什么原因导致这里的水温比周边区域高，以至于不会冰冻呢？

我们制作了南极洲的25年平均海冰密集度（1992~2016）产品。这样的合成数据把各种短暂因素都消除了，只剩下内在的长期因素。
下图中上半部分是2014年单年的海冰密集度，下半部分是25年平均海冰密集度产品，形成365天的动画。

可以看出单年产品随机性较强，而25年平均产品稳定性好。

解冻的时候（10月11月）可以看到在这个区域有一个非常明显的环状结构，其他日期也有痕迹。

通过对图像序列做拉伸增强，可以更清楚地看到其中的细节。

但是为什么是这样的规则形状呢？

在GoogleEarth上看到，南极海底有一个近似圆形的台地结构毛德海台（Maud Rise），其外边缘和上面的环状结构相接近。

后来又找到了南极周边的海底地形数据和海冰数据在同一个坐标系下绘制

可以看到那个环状区域和台地外边缘是精确咬合的。

加上了(色彩->海拔)映射表

那为什么只有环状区域只在台地外边缘而没有内边缘部分呢？

我认为应该是有一个深层的暖流从图像的右侧向左侧流动，被台地地形抬升影响到表面的冰层。这是常年存在的现象，而今年出现大型的冰间湖，应该是这条暖流的能量大幅增加导致的。

通过google南极的洋流资料

如上图在这个海域中有个Weddell Gyre的小洋流，在这个台地附近正好处于该洋流转向的位置。从低纬度而来的暖流，从右侧向左侧流动，受到台地的抬升作用，形成一个环形的锋面。

通过海冰的运动观测来间接推测洋流也是一种思路

可以看到冰间湖正好处于洋流转向的大拐弯的中间

通过这个数据集还可以为南极冰间湖（Polynya）制图提供可靠的依据。

上图是其他论文中制作的冰间湖和快速生成冰区的图。其中红色调的是冰间湖。

这是将前面的25年合成的年产品中的365天平均后的25年海冰平均分布图，其中颜色较周边黑的区域就容易形成冰间湖。总的来说，南极海冰的分布是中间厚外边薄，而反例也有很多，也就是说周边是冰而它还是海水的情况，这样就形成冰间湖。从图上可以看出南极的冰间湖主要集中在岸边，面积也比较小。而本文重点描述的weddell海的冰间湖是远离岸边的一个大型冰间湖所以特别吸引人们的关注。

联系方式

陈甫 副研究员
中国科学院遥感与数字地球研究所
chenfu@radi.ac.cn
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