南極半島西側海域陸坡流特征及動力學研究

2023年12月24日發(fā)(作者：瘋狂漢堡)

南極半島西側海域陸坡流特征及動力學研究

南極半島(Antarctic Peninsula)亦稱帕默半島、格雷厄姆地或奧伊金斯領地。

位于西南極洲，是南極大陸最大、向北伸入海洋最遠（南緯63°）的大半島，東西瀕臨威德爾海和別林斯高晉海，近海有寬廣的大陸架，東側有菲爾希納陸緣冰。北隔970千米的德雷克海峽與南美洲相望，南接崎嶇的山地和冰雪高原。南極半島是南極大陸最溫暖、降水最多的地方，年雨量可達500-600毫米，局部地方有時能達到900毫米，有“海洋性南極”之稱。

南極半島屬于新生代褶皺帶，基巖起伏不平，海拔5140米的文森山是南極洲的最高峰。海岸曲折，近海島嶼很多。通過海底山脈可將南極半島—南奧克尼群島—南桑德韋奇群島—南喬治亞島—南美洲安第斯山脈連成—蟠龍式的連續(xù)相接的山系。半島及附近島嶼蘊藏著豐富的錳、銅、鎳、金、銀、鉻等礦產(chǎn)。南極半島是南極大陸最溫暖、降水最多的地方，年雨量可達500-600毫米，局部地方有時能達到900毫米，有“海洋性南極”之稱。西海岸有較多的“綠洲”，生長著少量高等植物及苔蘚、地衣和藻類，動物和鳥類也較多，故南極半島有“南極綠島”之稱。

南極半島也叫“帕默爾半島”或“格雷厄姆地”。位于西南極洲，是南極大陸最大、向北伸入海洋最遠（南緯63°）的大半島，東西瀕臨威德爾海和別林斯高晉海，近海有寬廣的大陸架，東側有菲爾希納陸緣冰，有深400-600米的大陸架，寬度在550米以上。西側為別

林斯高晉海，大陸架也寬廣。有的常年冰封。北為與南美洲相距970千米的德雷克海峽。南接埃爾斯沃斯高地，是崎嶇的山地與高原。北隔970千米的德雷克海峽與南美洲相望，南接崎嶇的山地和冰雪高原。南極半島屬于新生代褶皺帶，基巖起伏不平，海拔5140米的文森山是南極洲的最高峰。海岸曲折呈峽灣形，近海島嶼很多。為多山半島，東岸更為陡峭高峻，山地冰川發(fā)育且發(fā)現(xiàn)有種子植物，植被最綠，動物和鳥類也較多，故南極半島有“南極綠島”之稱。半島中央部分礦產(chǎn)有錳、銅等，沿海島嶼有鎳、鈷、鉻等礦。

雖然南極陸坡區(qū)域僅占南極海洋的較小部分,但其對南極底層水的形成、南極生物地球化學物質(zhì)的循環(huán)以及生態(tài)系統(tǒng)都具有重要的影響。研究南極陸坡流動特征及其動力學對于認識南極陸坡區(qū)域的生物輸運特征、南極海洋對全球海洋水團和環(huán)流的影響都具有重要意義。到目前為止,南極半島以東區(qū)域的南極陸坡流已經(jīng)得到較為深入的研究,但是對于南極半島西側區(qū)域的陸坡流動特性了解仍較少。本文分析了2004年夏季和2006年冬季位于南設得蘭群島和象島區(qū)域的航次數(shù)據(jù),以探究該地區(qū)陸坡流動規(guī)律及其動力學機制。本研究主要關注南設得蘭群島和象島北側陸坡上的流動特征和動力學平衡,同時也對兩島嶼南側的陸坡流進行了探討。研究發(fā)現(xiàn)南設得蘭群島和象島以北的外層陸坡區(qū),流動主要受到較強的南極繞極流影響,呈現(xiàn)東北向流動特性;而在該區(qū)域上陸坡區(qū),表層以下則存在西南向的陸坡流動。在象島以北的上陸坡區(qū)域,西南向陸坡流的出現(xiàn)與該區(qū)域存在的低溫、低鹽、高溶解氧水團有關。根據(jù)熱成風關系,低溫低鹽水團鋒面處的

跨陸坡密度梯度產(chǎn)生沿等深線方向的速度分量的垂向剪切。從而該區(qū)域東北向的表層流動逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槲髂舷虻纳顚恿鲃印６谀显O得蘭群島北部上陸坡區(qū),西南向陸坡流的產(chǎn)生除與低溫低鹽水團有關外,同時與南極繞極深層水向陸架的入侵相關。入侵的高溫高鹽水改變了陸坡區(qū)域等密度線的跨陸坡分布特征,產(chǎn)生了沿等深線方向流速的垂直剪切,影響了該區(qū)域陸坡流動特性。水團分析結果顯示,沙克爾頓海溝處低溫低鹽水團與斯科舍海南部陸坡的水團具有相似性質(zhì),表明前者來源于南斯科舍海。在南設得蘭群島北部上陸坡和陸架區(qū)域,同樣觀測到低溫、低鹽、高溶解氧水團,水團分析結果顯示該水團主要源自于布蘭斯菲爾德海峽。基于研究區(qū)域內(nèi)歷史ADCP觀測資料的多年平均結果,象島至南設得蘭群島北部上陸坡區(qū)域存在連續(xù)的西南向陸坡流動,該西南向流動也是逆時針環(huán)繞整個南極大陸的陸坡流在南極半島西部的分支。在布蘭斯菲爾德海峽內(nèi)部存在氣旋式流場,其中沿著南極半島西部進入布蘭斯菲爾德海峽的西南向流動流速較小、范圍較廣;而沿著南設得蘭群島南部陸坡并向東北方向流動的布蘭斯菲爾德海流則呈現(xiàn)出流幅窄、流速高等西邊界流動特性。本研究也對研究區(qū)域內(nèi)多年平均流場的體積輸運進行了估算,以期對未來與生物輸運相關的研究提供背景信息。