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全球气候视野中的南极洲
海洋世界 | 时间: 2010-06-12 19:36  | 文章来源: 香颂

作者:郭培清

地球上之所以有适合生物和人类生活的气候,极地系统功不可没。极地系统是地球整体系统的一部分,它直接影响全球大气环流、大洋环流和气候变异,因而它成为全球气候变化的响应器和驱动器之一。也就是说,在人类活动对极地产生影响的同时,极地也反作用于人类。

南极洲影响全球的气候

因为有半年时间近乎零度角的太阳照射和半年时间的极夜,再加上巨大冰盖对阳光的反射作用,使南极洲成为地球上最寒冷的大陆,是全球的主要冷源。因而南极洲也有“地球空调器”之称,它驱动着全球大气和大洋的循环,由此影响着全球的气候。南极洲通过大气环流、大洋环流和碳循环维持着地球的生态平衡。

先看南极洲在全球大气环流中所起的作用。赤道地区的空气因膨胀而上升后向两极分流,而后冷缩下沉,再从低空吹回赤道,这就形成了大气环流。其次,通过大洋环流,南半球的南大洋与赤道地区进行着热量和盐度(简称热盐)交换;而冷暖洋流所到之处,又深深影响了沿途气候。

或许有人问:南北两极是不是各负其责?南极洲主要担负着南半球的热盐交换?确实,南半球的热量交换主要发生在赤道与南极洲之间,以南太平洋为例,西风漂流——秘鲁寒流——南赤道暖流——东澳大利亚暖流形成了一个相对独立的洋流单元,与北半球的洋流系统隔赤道相望。但全世界科学界近40年的研究证明,南北半球气候存在着洋流连接,通过深层海水的经向(即南北方向)流动,两个半球保持着长期的温度变化联系。即使是南半球最短暂和微弱的温度变换也通过经向深层洋流影响着北半球的气候。2006年11月份的世界权威期刊《自然》报道了这一研究成果。可见,南极地区对全球气候系统有着重要影响。

南极洲既然能影响全球性的气候变化,当然也能影响到中国气候。我国学者的研究表明,南极罗斯海域和威德尔海域的海冰对我国夏季天气具有重要影响。罗斯海域是影响我国夏季东北地区降水的海冰关键区,若该区上一年9月海冰偏多,则来年6月我国东北降水量将偏少,反之亦然。南大洋不同海域热盐的变化,常常导致印度洋和太平洋上跨越赤道气流的强弱变化,从而影响到西南季风、东南季风的强弱和太平洋副热带高气压带的偏北或偏南。这三个要素已不是普通影响,而是影响着我国的气候状况。

南极洲的贡献还不止于此,它还是全球碳循环的重要通道。地球上生物的新陈代谢、动植物体的分解以及人类工业化活动,都使大量二氧化碳排入大气中,二氧化碳气体若无休止地增长下去,温室效应就会愈演愈烈。但地球上的碳总量一直保持着动态平衡,多余的二氧化碳哪去了?绿色植物光合作用对二氧化碳的吸收量微乎其微,绝大部分的二氧化碳被海洋吸收,通过海洋的物理——生化过程,以固态碳的方式向海洋深部转移。就是说海洋浮游生物通过光合作用和呼吸作用,将空气中的二氧化碳转化为有机体,这些浮游生物又被消耗者吞食而进入食物链开始旅行,最终先后死亡而沉积在海底。这就是所谓的“碳循环”。低纬区的热带海洋,由于海水中二氧化碳的溶解度低以及海洋中生命活动旺盛,吸收二氧化碳的能力很弱,甚至成为二氧化碳的释放区;而高纬区的极地海洋则是二氧化碳的强吸收区。占全球面积20%的南大洋是全球最大的二氧化碳吸纳库,寒冷气候条件及冷水环流使那里的海水含有丰富的氧和营养盐,可以供养庞大数量的浮游生物来吸收大气中的二氧化碳,对碳循环有重大贡献。例如仅南极大磷虾粪便的碳含量就相当于整个其他海洋区域的二氧化碳吸收量,磷虾粪便则是依靠吸收二氧化碳生长的南大洋浮游植物的转换物,所以,人类要想捕捞磷虾时,也应想一想后果才行。

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