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南冰洋
來源:互聯網

南冰洋(英語:Southern Ocean),又稱南極海、南大洋或南極洋,是太平洋大西洋印度洋南端匯合而成的海域,圍繞南極洲;因在海洋學上發現南冰洋有重要的不同洋流,因此國際海道測量組織于2000年確定其為一個獨立的大洋,成為世界上第五個被確認的大洋。2021年6月10日世界海洋日當天,美國國家地理學會宣布,南極洲周圍海域將被稱為南冰洋,并正式承認南冰洋為地球第五大洋。南冰洋是五大洋中的第四大洋,位于南極地區60°S以南。南冰洋的面積為2032.7萬km2,約占地球海洋總面積的十六分之一,平均深度3,270米,最大深度7,432米。

始新世末,岡瓦納大陸解體,德雷克海峽出現(距今約3,400萬年前),之后南極繞極流形成,成為南冰洋劃分邊界的重要依據。南冰洋氣候類型通常劃分為極地氣候,終年嚴寒,海溫在-2℃~10℃之間,平均溫度為2~4℃,夏季海溫高,冬季海溫低,可降至-40℃。南冰洋風力較強,主要氣旋為溫帶氣旋,受氣壓梯度力與地球自轉偏向力的作用,使南大洋洋面上終年盛行西風,大氣環流具有明顯的緯向對稱性。南極夏季海冰范圍300萬平方千米,在冬季海冰面積最大時,覆蓋面積約1,800萬平方千米,海冰的厚度通常在1米左右。南冰洋生態系統以磷蝦為基礎,近岸海區海底的動物有無柄水螅[xī]蟲、珊瑚、多孔動物和null,以及覓食的蟹類nullnull、環毛蟲null、回聲蟲、null和各種甲殼類和null。海底有nullnull、鼠尾魚和null,還有罕見的非骨類魚類null和鰩[yáo]魚。此外,企鵝、海豹等常見兩棲或陸地動物以及大型哺乳動物null在南冰洋地區均有發現。此外在南冰洋海底蘊藏著超過500億桶的石油和30,000億立方米的天然氣。

16世紀初西班牙探險家首次發現南冰洋。1821年1月,俄羅斯船長null在南極海域發現了亞歷山大一世島。1904年,null在南極nullnull建立了南極第一個科學考察站——奧爾卡達斯站。1984年11月,中國首次開展南極科學考察,20世紀80年代中后期,中國相繼在南極洲建立了兩個常年科學考察站——長城站中山站。1984年以來,中國每年組織科學考察隊赴南極開展綜合科學考察。2009年1月,建成了中國首個南極內陸考察站——昆侖站。2014年2月,建成中國第4個南極考察站——泰山站。2023年11月1日,由自然資源部組織的中國第40次南極科考隊乘“雪龍號”駛離中國極地考察國內基地碼頭,主要目的是建設羅斯海新站,將是我國在南極的第五個考察站。2024年1月1日,中國南極科考隊員乘坐雪地車,從南極中山站出發,在南極大陸上行駛半個多月,抵達南極昆侖站。。1月6日,中國南極考察隊在阿蒙森海布放深水生態潛標。

發現及命名

發現

16世紀初,西班牙探險家巴斯克·努涅斯·德·巴爾波亞第一個進入南冰洋海域,發現了這片位于世界極南的海域,之后不斷有航海家前去探索,“Southern Ocean”一詞就在這個時期出現。

命名

1919年7月24日,國際水文組織的前身國際海道測量組織將“南冰洋”的范圍定義為非洲、南美洲、大洋洲三個大陸以南的所有海域。1937年,國際海道測量組織宣布正式承認“南冰洋”的名稱、定義和概念,并將它納入正文件和標準。但由于南冰洋邊界尚未明確,引起激烈爭議,1953年國際海道測量組織被迫宣布廢除“南冰洋”這一稱謂。2000年,國際水文組織確定南冰洋為一個獨立大洋;2021年,美國國家海洋局和大氣管理局也開始正式使用“南冰洋”這一名稱。2003年12月22日,澳大利亞政府認為澳大利亞和新西蘭以南的海域即屬于南冰洋。

2021年6月8日,美國國家地理學會宣布新的地圖政策,正式承認南冰洋為世界第五大洋,英文名為“Southern Ocean”,又稱南極海、南大洋或南極洋。但由于南冰洋海底并未發現有其對應的“中洋脊”,其“洋”的地位并未被學術界廣泛承認。

位置境域

1845年,英國倫敦地理學會最早對世界大洋進行科學劃分并命名,其中南冰洋的界限為以南極圈為界,以南的海域;20世紀,南冰洋就近并入太平洋、大西洋和印度洋;1928年和1937年,國際水道測量組局根據水道測量和航海需要,重新認可英國倫敦地理學會對五個大洋的劃分,規定各個大洋之間以及大洋與附屬海之間的毗鄰水域,在沒有明顯界限的情況下,以適當的經緯線或海圖上的等角航線為界;最新劃界方案為,以洋流為劃分界限,主要由南極繞極流組成,被南極輻合帶劃分成南極海和亞南極海。南冰洋面積為2,196萬平方千米,約占地球海洋總面積的十六分之一;平均深度3,270米,最大深度7,432米。

南冰洋位于南極地區60°S以南,是世界上唯一完全環繞地球卻未被大陸分割的大洋,由環繞南極洲至60°S之間的大部分海域組成,經緯度范圍為南緯60°至南極洲海岸線,經度360°以內。主要包括威德爾海、羅斯海、阿蒙森海別林斯高晉海,部分南端的德雷克海峽和部分新西蘭南部的斯克蒂亞海,是太平洋、大西洋印度洋南端匯合而成的海域。

歷史變遷

南極地質構造發展可分為前泛非階段、泛非—羅斯階段、羅斯—岡瓦納古陸階段和后岡瓦納古陸階段四個階段。

前泛非階段

前泛非階段,岡瓦納古陸形成時期,經歷約6次重要的構造—巖漿—變質事件,經過500百萬年左右泛非運動,形成了岡瓦納古陸邊緣造山帶。

泛非—羅斯階段

泛非—羅斯階段,包括早古生代中、晚期,形成了分布廣泛的寒武奧陶紀地層,同時,志留紀時期羅斯運動使其與前寒武系一起褶皺變質,并產生激烈的巖漿活動。

羅斯—岡瓦納古陸階段

羅斯—岡瓦納古陸階段,從晚志留世到早三疊世,橫貫南極山脈區先隆起,泥盆紀三疊紀沉降,形成以岡瓦納群、比肯超群為代表的淺?!獮I海相及陸相碎屑巖系。

后岡瓦納古陸階段

后岡瓦納古陸階段,侏羅紀第四紀為岡瓦納古陸解體和南極大陸格架形成時期。侏羅紀中晚期,岡瓦納古陸分裂為東西岡瓦納古陸兩部分。始新世末,南極半島與南美開始分離導致岡瓦納古陸最終解體,德雷克海峽在~34Ma打開,不同研究角度對于德雷克海峽打開時間存在爭論。隨著德雷克海峽變深變寬,南極繞極環流形成。南極繞極環流圍繞南極洲自西向東流動,形成一個大致以南緯60度為中心的波動帶,被定義為南冰洋的北部邊界。新近紀末期,布蘭斯菲爾德海峽形成。

水文特征

海洋水

洋流

南極繞極流

南冰洋是以洋流為依據劃分的大洋,南極洲繞極環流(40°S~65°S)是其中最重要的環流,也是世界上最強且最長的環狀海流。南極洲繞極環流自西向東流動,深度從海表延伸至?2,000~?4,000m,寬度可達2,000千米。南極洲繞極環流促進太平洋大西洋印度洋之間的熱量、水分和能量的交換,并且深刻影響熱鹽環流全球輸運帶。

經向翻轉環流

在南冰洋海表西風帶和大洋內部傾斜等密度面共同作用下,形成徑向翻轉環流。南冰洋徑向翻轉環流主要分為上層環流和下層環流:北大西洋深層水沿西邊界流回南冰洋,在南極繞極流附近上涌至海表;另一部分北大西洋深層水在靠近南極洲大陸架附近冷卻下沉,形成富含無機化合物碳的南極底層水下沉并向赤道方向流動,成為下層環流的底部分支。

水團

根據南冰洋海水的分層結構,主要分為南極表層水(約100m厚,位溫≤4℃,鹽度S=~34.0)、亞南極表層水(θ=~4°CandS=34.0–33.8;在南極洲西部至羅斯海海域,鹽度降至S≤33.0;在威德爾海和羅斯海的局部地區,鹽度上升到S≥34.4)、南極洲中層水(淡水,θ=3.5°C-10°C,S=34.3-34.6)、亞南極模態水(θ=7°C-9°C,S=34.35-34.6)、繞極深層水(水深約1,500-3,500m)、南極底層水六大水團。

冰蓋

南冰洋海冰分布較廣,有400萬平方千米的永久封凍區,還有隨季節變化的1,700平方千米冰蓋(1997年數據),有伯德冰川、松島冰川等眾多冰川,其中松島冰川是南極面積較大、移動速度較快的冰川,近年來,松島冰川南極冰架崩解和消融的加劇,引起國內外科學家對于南極冰蓋未來的巨大擔憂。南極夏季海冰范圍300萬平方千米,在冬季海冰面積最大時,覆蓋面積約1,800萬平方千米,海冰的厚度一般在1米左右。在秋季,海冰沿著南極海岸,特別是在羅斯海威德爾海(除了威德爾海西部),全年維持較高的海冰密度。到了春季,海冰從低緯度冰區邊緣開始融化。南極海冰平均厚度較小,其1年生和2年生平整冰的厚度分別約0.6米和1.2米;南極冰面的雪層較厚,由于歷年冬季累積,南極1年生冰面上的平均雪厚為16~23厘米,其中威德爾海西北部2年生冰面的雪厚可達63~79厘米。當南極冰面雪厚達到一定程度時,冰雪界面會被壓入海平面以下并出現新的類型——雪冰。南極海冰由于生長過程中受動力作用較明顯,大部分為粒狀晶體結構。南極冰脊主要是由于浮冰自身機械彎曲和擠壓而形成的,冰脊厚度較小,最大厚度為6米。

南極冰蓋是地球上最大的陸緣冰體,其物質收支和穩定性對全球氣候變化和海平面升高有重要的影響。圍繞南極冰蓋產生的氣候分帶是南半球大氣環流和大洋環流形成的最根本驅動力,也是造成全球大氣圈、生物圈以及水圈物質交換的最重要驅動力。南極冰蓋起源于3,400萬年以前,由于伴隨地球軌道米盧廷·米蘭科維奇周期變化的氣候變冷致使大氣中CO2含量下降,形成了最早的冰蓋;隨后隨著氣溫的進一步下降,冰蓋逐步增厚,在1,400萬年前達到現在的厚度并穩定下來。英國劍橋斯科特極地研究中心、美國自然基金委(NSF)和丹麥技術大學于1967年至1979年對南極冰蓋研究發現,其平均厚度為2.5千米,最大冰厚為4.7千米。

南冰洋主要水為南極底層水,其生于南極沿岸的陸架,具有明顯的低溫、低鹽和高溶解性的特點,占地球水的15%。南極冰蓋包括南極大陸陸地冰和大陸邊緣的冰架,目前總面積約1.38×107平方千米,平均厚度超過2,450米,約占全球淡水量的70%。

主要河流

奧尼克斯河

奧尼克斯河是南極洲的冰川融水溪流,當萊特冰川融化時,奧尼克斯河會流經麥克默多灣。與地球上其他大多數河流不同,由于冰川的阻擋,奧尼克斯河的流向遠離海洋,注入冰封的范達湖

地理特征

氣候

南極面積遼闊,遠離其他大陸和人類活動中心,國際上并未對南極進行嚴格意義上的氣候類型劃分,通常被劃分為極地氣候,終年嚴寒,海溫在-2℃~10℃之間,平均溫度為2~4℃,相對濕度在15%~55%之間。夏季海溫高,冬季海溫可降至-40℃;表層水溫年均溫在12~15℃,降水量隨緯度升高而降低,南緯40~55°年降水量可1000毫米,而在南緯70°以南,年降水量不足200毫米,緯度差異明顯;風向介于240°-280°,風速為5~30米每秒;氣壓系統為斜壓性的低壓系統。極地氣候分為冰原氣候和凍原氣候。南冰洋區陸地少,等溫線平直,氣壓場與風場接近行星風系,大氣運動主要特征是強勁而穩定的緯向環流。位于南冰洋的南奧克尼群島屬于寒帶苔原氣候,寒冷、潮濕和多風,夏季短暫而寒冷。

氣溫

南冰洋是世界上氣溫最低、風力最大的海洋。南冰洋海溫在-2℃~10℃之間,平均溫度為2~4℃。海溫隨季節變化,夏季為10月至次年2月,海溫較高,冬季為3月至9月,海溫低,冬季海溫可降至-40℃。根據美國氣象局數據,南冰洋2022年冬季最大范圍1,819萬平方千米,冬季最大值低于1981年至2010年平均值,但在1981年至2010年觀測范圍的80%以內;2023年夏季最低值為179萬平方千米。在過去8年里,夏季最低溫度低于平均值。另外,4,000米以下低空氣溫高于高空。

降水

南冰洋自海表到底層的海水特性存在長期變化特征,并與大尺度外部強迫的改變緊密相關。截至2020年海洋學界對各水團的更高頻年際變化特征及其影響原因依然了解甚少。但年降水量可考,南冰洋表層水溫年均溫在12~15℃,降水量隨緯度升高而降低。南緯40~55°年降水量可1,000毫米,而在南緯70°以南,年降水量不足200毫米,緯度差異十分明顯,年降雪量占年總降水量的30%~45%。

風速

南冰洋洋面盛行西風,風向介于240°-280°,風速為5~30米每秒,屬于典型的下沉氣流。另外,4,000米以下低空風速小于高空風速,斷面以西風為主。

氣壓

南冰洋大氣環流有明顯的緯向對稱性,主要氣旋為溫帶氣旋,屬于斜壓性的低壓系統,主要在對流層水平溫度梯度區生成。除西北-東南向移動的過境低壓外,海洋上空沒有閉合的低壓區或高壓區。在副熱帶高壓帶與南極反氣旋之間有一繞極低壓槽,其軸線位于南緯60°~70°之間,大部分溫帶范圍內,氣壓梯度指向南方,直至南緯60°以南,氣壓才開始向極地增加。氣壓梯度力與地球自轉偏向力的作用,使南冰洋洋面上終年盛行西風。

相對濕度

南冰洋相對濕度較低,為15%~55%,4,000米以下低空濕度高于高空。

地質

中國南冰洋地質研究主要集中在南極半島周邊海域和普里茲灣海域。南極半島周邊海域冰海沉積物的搬運介質以冰山筱運為主,自西南極大陸、南極半島以及布蘭斯菲爾德群島冰川、冰架解體的冰山,隨著海流的漂移和自身的融化,將封凍其中的陸源碎屑物質卸載并沉降到海底。礫石、砂、粉砂以及黏土的含量具有較好的規律性,沉積物類型隨地形變化而呈有規律的分布。

地質構造

南極大陸包括東南極地盾、橫貫南極山脈造山帶和西南極造山帶三大構造單元。南冰洋凱爾蓋朗高原將威德爾海盆和澳大利亞-南極海盆分隔,太平洋-南極海嶺將澳大利亞-南極海盆和別林斯高晉海盆分隔,德雷克海峽與南極半島將威德爾海盆和別林斯高晉海盆分隔為三個海盆。

東南極地盾主要由太古宙元古宙結晶基底組成,在東部的查爾斯王子山脈等地也發現有有限的顯生宙沉積巖。經羅斯運動而形成的早古生代造山帶橫貫山脈,呈北西向鑲嵌于東南極地質西南邊緣。西南極造山帶由西南極中新生代造出帶和西南極裂谷系兩個構造單元組成。

地層

南極洲前寒武紀地層包括上、下兩個部分。下部巖層主要由太古代結晶基底雜巖和早一古代部分基底受造山運動和巖漿侵入改造的上地殼火山巖和沉積變質巖構成。

寒武紀地層存在于南極橫斷山脈的、北維多利亞地以及埃爾斯沃斯山脈,總厚度接近10,000米,其主要成分為深海到淺海沉積的泥巖、砂巖石灰巖;部分地區有大量火山巖,底部為礫巖。志留紀地層最早在發現。該島地層主要是雜砂巖、頁巖片巖,含化石。

中生代地層有各類火山熔巖(包括粗玄巖、玄武巖安山巖等)、火山碎屑巖夾少量碎屑的特征。主要分布在南極橫斷山脈,埃爾斯沃斯山脈、南極半島以及東南極洲部分沿海地帶。

第三紀沉積地層分布范圍較小。等海盆有厚度很大的海相沉積層。較大的無冰區如南極橫斷山脈的干谷地區、東南極大陸沿海的維斯特福爾德丘陵、和班吉爾丘陵以及等,均存在晚更新世和全新世海洋沉積、湖泊沉積、沉積和冰緣沉積。

礦物資源

南極蘊藏有豐富的礦物資源,已發現的礦物就有200余種,包括煤、鐵、銅、鉛、鋅、鋁、金、銀、石墨、、石油等,其中還有具有重要戰略價值的、、等稀有礦藏。在、海底蘊藏著有超過500億桶的石油和30,000億立方米的天然氣。

地形地貌

南冰洋與南極洲大陸連接處廣泛分布有陸緣冰,冰川從海上延伸到大陸,形成巨大的羅斯冰障,周圍海上漂浮著冰山。南冰洋的突出特點是完全環繞南極洲大陸,并有一系列海嶺、海盆分布在海底。

海嶺

南冰洋為圍繞南極洲大陸的海域,海洋底部地形較為復雜,分布有目前已知的斯科舍海嶺、凱爾蓋朗海嶺和麥夸里海嶺,但除斯科舍海嶺外,其余兩處海嶺可考資料不足。

斯科舍海嶺

海底斯科舍海嶺連接南極大陸南美洲,與南大西洋群島、南極半島構成斯科舍弧。該弧線沿南極半島向北延伸,然后向東擺動,形成一個發夾曲線,與大火地島和南美洲的安第斯山脈相連。整個弧長約4,350千米,是為數不多的不與太平洋接壤的島弧之一。弧形環繞斯科舍海,其東端終止于南桑威奇海溝。

海盆

南冰洋洋底較深,由三條海嶺分割成三大海盆。南冰洋主要劃分為三個海盆,名稱分別為法比安·戈特利布·馮·別林斯高晉海盆、威德爾海盆和澳大利亞-南極海盆。其中,澳大利亞-南極海盆與威德爾海盆之間是凱爾蓋朗高原。

別林斯高晉海盆

別林斯高晉海盆以俄羅斯第一次環球探險(1803-1806年)的參加者和第一次俄羅斯南極洲航行(1819-1821年)的領導者、俄羅斯探險家塔迪厄斯-法比安·戈特利布·馮·別林斯高晉海軍上將的名字命名。別林斯高晉海盆地理坐標約為33 °S~73°S,77 ° W~166°W,深度在3,000~5,500米之間。海盆范圍內有阿蒙森深海平原和別林斯高晉深海平原。

威德爾海盆

威德爾海盆是以英國水手、航海家和海豹獵人詹姆斯·威德爾命名,他在1822-1824年的南極航行中發現了威德爾海。威德爾海盆地理坐標約為54°S~72°S,-50° E~78°E,深度在3,000~5,500米之間。海盆范圍內有恩德比深海平原和威德爾深海平原。

澳大利亞-南極海盆

澳大利亞-南極海盆因其位于澳大利亞與南極洲之間而得名。澳大利亞-南極海盆地理坐標約為47°S~63°S,80° E~145°E,深度在3,000~5,000米之間。

海溝

南冰洋僅有一條深海溝,叫南桑威奇海溝,最深處8,264米。

大陸架及海底特征

南冰洋海底結構包括一個小于約260千米寬的大陸架,在威德爾海羅斯海附近達到最大寬度,超過2600千米。南冰洋北部,有深達4,500米的海洋盆地;也有像南桑威奇群島東側的南桑威奇海溝那樣的狹窄海溝。其他地形特征包括海洋高原,它從海洋盆地上升到地平線以下不到2,000米的深處,形成平坦的地區,這些地區被相對較厚的沉積物覆蓋。南極地區大陸架分為南極大陸架和亞南極島嶼外大陸架,亞南極島嶼位于南極附近,與南極地區一樣,于18世紀大航海時代被發現,受人類影響較小,維持著地球上較為原始的生態系統。亞南極島嶼主要分布在南緯40°~62°之間的南極輻射帶上。該地區大陸架申請和歸屬在國際上存在爭議。

生物

據可考資料,南冰洋海域主要生物有初級浮游植物、微微型浮游植物、浮游動物、南極磷蝦和底棲生物。

植物

南冰洋為極寒海域,植物種類較少,主要的浮游植物有5門,包括硅藻、雙鞭毛蟲門、金藻、藍藻、隱藻,其中硅藻類物種豐富度最高;浮游植物主要有短菱形藻、巴克氏菱形藻、克格倫氏菱形藻等。同時,南冰洋是典型的高營養鹽低葉綠素區,盡管有研究表明微微型浮游植物占的份額并不大,但多數的研究顯示分級葉綠素微微型占浮游植物總生物的47%~90%。

動物

南冰洋大型底棲生物42種,以環節動物門多毛綱所占種類數最多,有 17 種,占總種數的 40.5%;其次甲殼亞門有10種,皮動物和其他動物分別有5種和9種,軟體動物門僅有1種。調查海域大型底棲生物群落的優勢種和主要種有:獨毛蟲、Isocirrus yungi、縮頭節節蟲等。小型底棲生物有10個類群,分別為自由生活海洋線蟲 、底棲撓足類、多毛類和待定類群。線蟲最優勢類群,占平均豐度比例的94.80%,足類為第二優勢類群,但僅占1.85%,蟬蠕類為第三優勢類群,占1.77%,剩余類群均未超過1% 。底棲魚類有23種,分別隸屬于2目6科18 屬,除1種屬目中的深海屬魚類外,其余全部為形目種類。阿氏龍騰科種類最多,有6種,鱷冰魚科有5種,南極魚科和龍騰科都有4種,綿謝科有3種。

南冰洋近岸海區海底的動物有無柄水螅蟲、珊瑚、多孔動物和一些浮游動物,以及覓食的蟹類海蜘蛛等足目、環毛蟲多毛綱、回聲蟲、海星綱和各種甲殼亞門軟體動物門。海底有鰻魚、海螺、鼠尾魚和鱈魚,還有罕見的非骨類魚類蓑鲉屬鰩總目。此外還有企鵝、海豹等常見兩棲或陸地動物,以及大型哺乳動物鯨目。

南極海鳥有50種,常見的有信天翁、燕鷗、大西洋海神海蛞蝓等。南極水域內已查明的魚類有200余種,其中約88%是南極水域的特有種類,占75%,深海里有、鲇形目。南極鯨分為6種類和1種類。南極共有6種海豹,有、鋸齒海豹、等。南極海底動物種類繁多,其中多孔動物有250種以上,棘皮動物有150多種,在2,300多米的深水處還有幾種海膽動物。蠕形動物、和綱動物的種類較多,數量也較大。

南冰洋生態系統的基礎是磷蝦,在此處幾乎所有生物都以磷蝦為重要食物來源。

主要組成

南冰洋是一個圍繞南極洲的、與太平洋、大西洋印度洋南端匯合而成的海域。南冰洋除被圍繞的南極洲外,還有南設得蘭群島、南奧克尼群島

南冰洋包括4個附屬海和2個部分海域——威德爾海、羅斯海、阿蒙森海、別林斯高晉海,部分南端的德雷克海峽和部分新西蘭南部的斯克蒂亞海。

主要島嶼

南設得蘭群島

南設得蘭群島南隔布蘭斯菲爾德海峽,與南極半島隔海相望,延伸540千米,總面積3,687平方千米。南設得蘭群島包括喬治王島和利文斯頓島等9個較大島嶼和10余個小島嶼。群島灣內溫泉噴涌是南極的觀光點之一,是南極唯一能夠進行海水浴的地方。各島嶼山體居多,最高峰為史密斯島的福斯特山,海拔2,105米。群島約80%的地區被冰雪覆蓋。20世紀以來,13個國家在該群島建立了科學考察站,為南極科學考察的重要基地和南極觀光旅游地。中國南極長城站位于群島的喬治王島上。

南奧克尼群島

位于尖端東北約604千米處,群島總面積約620平方千米,其中約90%為冰川所覆蓋。該群島中科羅內申島是最大島嶼,最高處是尼維亞山,海拔1,266米。南奧克尼群島屬于寒帶凍原氣候,寒冷、潮濕和多風,夏季短暫而寒冷。南奧克尼群島海域是磷蝦漁業的重要作業海域,陸地上有南極企鵝阿德利企鵝兩種企鵝。

主要海域

威德爾海

威德爾海是南極洲最大的邊緣海,海面積為280萬平方千米,屬于南大西洋的一部分,位于南冰洋中,是一個凹入的大海灣。最南端達83°S,側毗鄰菲爾希納和龍尼冰架;西側緊靠南極半島;東側到科茲地一帶;北部面向開闊大洋,約可到60°S左右。威德爾海是全球大洋底層水的重要發源地。威德爾海的冰蓋面積約為10,000平方千米,但到2002年已完全消失。

羅斯海

羅斯海位于72°S到85°S,160°E到160°W之間,面積約75萬平方千米,水深200~1,100米,平均水深500米。羅斯海是南冰洋中最富饒的水域,這里的動物種類繁多,棲息著大型掠食性魚類、鯨魚、海豹、企鵝和其他動物,已知有10種哺乳動物、6種鳥類和95種魚類棲息在羅斯海水域。2016年11月,南極海洋生物資源保護委員會在羅斯海建立海洋保護區,進行多種科學研究。

阿蒙森海

阿蒙森海位于南冰洋太平洋扇區,南極洲西部瑪麗-伯德地海岸附近。斯韋思冰舌延伸到這一海域,大部分地區被冰雪覆蓋。

別林斯高晉海

別林斯高晉海以探險家塔迪厄斯-別林斯高晉海軍上將的名字命名。該海域位于南極半島西海岸附近,彼得島位于該海域以北,亞歷山大島和瑟斯頓島分別位于該海域的東部和西部??偯娣e約為487,000平方千米。

人類活動

經濟開發

漁業開發

早期南極漁業主要以捕殺海豹和鯨獲取其皮毛、皮革和煉油為主。1904年,挪威人獲得英國政府授權,在南喬治亞島建立首座陸基捕鯨站,開始大規模捕鯨。60年代,南極漁業開始轉向以捕撈魚類和磷蝦資源為主。1971年南極冰魚漁業開始發展,以裘氏鱷頭冰魚為主。70年代初,南極磷蝦商業捕撈開始發展;70年代末,南極洲犬牙魚漁業開始發展,主要捕撈對象為小鱗犬牙南極魚和鱗頭犬牙南極魚。

南冰洋頭足類資源豐富,其中七星魷魚、科達烏賊及克氏桑椹烏賊等具有商業開發價值,以七星魷魚開發潛力最大。但截至2021年底,尚未開展南冰洋頭足類資源的商業開發。20世紀90年代以前,捕魚國主要為東歐諸國,其后、澳大利亞、智利、法國、、烏克蘭等也加入捕魚國行列。2003年,南冰洋漁業作業對象以巴塔哥尼亞牙魚為主。

旅游開發

20世紀50年代后期,智利和阿根廷利用海軍運輸船載著500余名乘客,前往位于南極半島南設得蘭群島參觀游覽。

1969年,美國企業家和探險家LarsEric Lindblad建造首艘南極旅游船“Lindblad Explorer”號下水,標志著現代意義上南極旅游業的開端。

1991年,為規范南極旅游活動和保護南極環境,7個致力于南極旅游開發的運營商成立國際南極旅游者協會?(IAATO) ,成員包括來自美國、英國、阿根廷、澳大利亞、加拿大新西蘭和德國等國家的100余家公司和組織。

旅游以乘船為主。南極旅游的路線主要分為東線和西線:東線一般經澳大利亞、新西蘭和南非前往東部南極大陸;西線一般從南美洲南部的港口城市烏斯懷亞出發,橫渡德雷克海峽前往南設得蘭群島,或在此路線的基礎上增加觀光島嶼。

科學考察

世界科考

1911年,挪威探險家羅爾德·阿蒙森首次以國家科考的名義到達南極大陸,開啟人類世界對南極科考的歷史序章。

1957至1958年,不同學科科學家在南冰洋投放科考設備,在南極大陸建立考察站進行考察。1961年《南極條約》生效,開啟南極科學考察新時代。1973年國際南冰洋研究計劃開始實施。

1821年1月,俄羅斯船長在南極海域發現了南極洲的一個大島——亞歷山大一世島。

1904年,在南極建立了南極第一個科學考察站——奧爾卡達斯站。

1957年在南極點建立南極科考站——阿蒙森·斯科特站,在這里從事高空大氣物理學、、等方面的研究。

中國科考

1984年11月,中國開展首次南極考察,登上喬治王島。中國第30次南極考察中,“雪龍”號首次環航南極。

20世紀80年代中后期,中國相繼在南極洲建立了兩個常年科學考察站——長城站中山站。1984年以來,中國每年組織科學考察隊赴南極開展綜合科學考察。2009年1月,建成了中國首個南極內陸考察站——昆侖站。2014年2月,建成中國第4個南極考察站——泰山站

2018年11月,中國第35次南極科學考察隊乘“雪龍號”由上海市的中國極地考察國內基地碼頭出發,由我國東海進入南太平洋,途徑澳大利亞麥夸里島到達中山站。

2023年11月1日,由自然資源部組織的中國第40次南極科考隊乘“雪龍號”駛離中國極地考察國內基地碼頭,主要目的是建設羅斯海新站,將是我國在南極的第五個考察站。

2024年1月1日,中國南極科考隊員乘坐雪地車,從中山站出發,在南極大陸上行駛半個多月,抵達南極昆侖站。。1月6日,中國南極考察隊在阿蒙森海布放深水生態潛標。

航海活動

航線

南極航線主要用于科學考察和觀光旅游,一般無商業專用航線。

2016年11月,中遠航運“永盛”輪滿載巴西費拉茲南極科學考察站建設物資啟程前往南極喬治王島,為首次由商船承運科學考察站建設物資。

2018年11月,中國第35次南極科學考察隊乘“雪龍號”由上海市的中國極地考察國內基地碼頭出發,由我國東海進入南太平洋,途徑澳大利亞麥夸里島到達中山站。期間,分別開展了南極長城站、中山站等站點的綜合考察,并在東南極冰蓋開展了航空地球物理學遙感觀測,在南冰洋阿蒙森海開展了海洋綜合調查,獲取了沿航線包括氣象數據、海洋數據等在內的多項數據。

航線天氣系統和威脅

南半球,熱帶氣旋、溫帶氣旋、繞極氣旋和下降風,以及南極沿岸附近海區的海霧是對船舶航行安全具有威脅的天氣系統和天氣過程。南極海冰和冰山是影響船舶航行安全和完成長城站、中山站補給任務的重要海洋因素。

氣旋

熱帶氣旋在印度尼西亞南部、澳大利亞以北生成。該海區氣旋的生成頻數不高,大約每年7個。熱帶氣旋多數集中發生在1月、2月、3月,到4月結束。熱帶氣旋的移動路徑以東北——東南為主。南半球溫帶氣旋的尺度、強度以及移動速度變化非常大。氣旋生成最頻繁的海域處于35°~55S 之間。移動方向是沿緯向自西向東移動,移動速度具有明顯的季節因素,而且東、西半球的移動速度也有差別。

海流

南半球海流對南極考察船舶航行安全基本基本沒有影響,但南極大陸近岸海區的海流結合南極大陸的離岸風,將會主導南極海冰的漂移。南極繞極環流范圍為40°~60°S。受盛行西風和科里奧利力的共同作用,繞極環流在表層具有偏北方向的分量。南美洲和南極半島是繞極環流的最大屏障,在德雷克海峽表層流呈發散狀,流速變得濫急,極端流速值可達到1米每秒。

南極海霧

南極海霧常出現在南極洲沿岸或冰架附近的海區。多數出現的霧都發生在來自低緯度相對暖的空氣緩慢地向較冷的海面移動或者是處于相對穩定的過程中。在夏季,除了強風較少和在強風很少的海區可能有些增加外,南極海霧很少存在季節變化。生成于中緯度海區、移動到別林斯高晉海的氣旋通過德雷克海峽時,氣旋的南部掃過南極半島地區,風力可超過10.9米每秒。

劃界爭端

南極領土及資源爭端持續數個世紀,爭端的發展方向由陸轉海,由主權轉向資源,期間經歷了《南極條約》簽訂之前、后以及后《南極條約》時代三個階段。

2004年至2009年5年間,澳大利亞(2004年)、新西蘭(2006年)、英國(2008年、2009件)、法國(2009年)、阿根廷(2009年)和挪威(2009年)分別提交了有關南冰洋島嶼外大陸、架羅斯屬地的外大陸架、阿森松島等四個群島、克爾格倫群島外大陸架、馬爾維納斯群島、南喬治亞島和南桑德維奇群島的劃界案。

環境問題和保護

環境問題

臭氧層空洞

據國外媒體報道,目前南極的臭氧層空洞面積已經達到2,820萬平方千米。臭氧層是地球抵御太陽致命射線的保護。研究機構借助氣球運載設備對臭氧層進行了測量發現,南極洲科考站上空的臭氧層幾乎被全部消耗。20世紀時期,釋放的含有氯氣溴氣的人造化學品破壞了大量的臭氧層,在地球的南半球區域形成了一個巨大的臭氧層空洞,臭氧層的恢復預計需要70年時間。

垃圾污染

南冰洋垃圾污染主要是微塑料污染。主要來自人類生活中所產生的微塑料纖維和宏觀海洋塑料碎片分解而產生的二次塑料。

海冰消融

由于全球氣候變暖,近年來南極的海冰消融速度呈現出加速的趨勢。隨著溫室氣體排放的增加,全球氣溫不斷升高,南極的海冰逐漸消融。海冰消融會導致海平面上升,嚴重威脅沿海城市和島嶼國家,影響南極生態系統平衡,對企鵝、海豹等南極生物造成生存危機,繼而還可能影響全球氣候模式,對全球氣候系統產生深遠影響。2022年2月25日,南極海冰范圍快速消融至192萬平方千米,創1979年有觀測以來最低紀錄。

海水酸化

根據極地研究研究數據顯示,人為排放的大量二氧化碳被海洋吸收,尤其南冰洋的低溫低鹽及風速大等結構特點使其吸收大氣二兩話題能力更強,導致海洋酸堿度下降,對海洋生態系統構成威脅。

極端天氣

根據中國氣象局消息,近年來南極極端天氣事件頻發,屢次創新紀錄。2020年2月6日,埃斯佩蘭薩考察站觀測到18.3℃的極端高溫,創下整個南極有觀測以來最高紀錄。2022年3月14日起,東南極西部至中部地區快速升溫,位于南極內陸的康科迪亞站在4日內升高49℃,于3月18日達到-12.2℃,其增溫幅度和地表氣溫異常均創南極有觀測以來的最高紀錄。2022年南極發生爆發性增溫事件。

過度捕撈

自17世紀以來,尤其到19世紀和20世紀,人類對南冰洋海洋生物存在過度捕撈的情況。對海豹、鯨、魚、的過分捕撈、捕殺,南極生物資源處于比較危險的狀態。20世紀70年代起巴塔哥尼亞牙魚受到非法、無節制、無統計報告的違法捕撈,部分地理種群已近滅絕。20世紀80年代中期,延繩釣成為巴塔哥尼亞牙魚漁業的作業方式。但由于延繩釣容易引起鳥類的兼捕死亡,因此這種作業方式已危及若干種海鳥。1990年以前,捕魚國主要為東歐諸國;其后、澳大利亞、智利、法國、烏克蘭等也加入捕魚國行列。

環境保護

1959年12月,阿根廷、澳大利亞、比利時等12個國家簽署《南極條約》,條約于1961年6月23日生效?!赌蠘O條約》規定南極應只用于和平目的,凍結各國對南極的主權聲索,促進南極科學考察中的國際合作。該條約首次以法律形式確立了南極的管理制度,是南極條約體系的基礎。中國于1983年6月8日加入《南極條約》,并于1985年10月獲得《南極條約》協商國資格,從此開始深度參與南極國際治理。

1980年和1989年,有關國家共同制定了《南極海洋生物資源養護公約》和《南極海洋生物資源養護公約檢查制度》形成了對南極海洋生物資源活動的規制,適用于南冰洋海洋生物資源,包括小鱗犬牙南極魚、冰魚南極磷蝦等海洋生物資源,均受南極海洋生物資源保護委員會嚴格管理,并且漁業管理逐步向精細管理單元方式發展,旨在保護和合理利用南極海洋生物資源,防止過度捕撈對生態系統造成的損害,加強對南極海洋生態系統的科學研究及國際合作。中國于2006年9月19日加入該公約,自2006年10月19日對中國生效。

相關文化

出版書籍

《南極》

2018年由南海出版公司出版,作者克萊爾·吉根,被評為《洛杉磯時報》年度小說,獲愛爾蘭隆尼文學獎。

《循環、作用和影響南大洋觀測與研究》

2018年由海洋出版社出版,作者張海生,屬于海洋監測研究類讀物。匯集了中國三十年南冰洋考察與研究的主要成果,反映中國南冰洋研究的重大進展,同時也展示了中國長期從事南冰洋科學研究的各位科學家對中國極地事業做出的重大貢獻。

《南大洋海鳥鑒別》

2018年由海洋出版社出版,作者為新西蘭的Derek Onley和Sandy Bartle,黃洪亮,陳雪忠譯。本書內容主要包括一些較為容易鑒別的海鳥種類。

《最后一片大陸:人類南極探險史詩》

2021年由中國友誼出版公司出版,作者為意大利作家朱莉婭·韋特里,陳劍平譯。本書于2020年獲得由德國波茲坦城市圖書館為兒童評選的EMYS年度非虛構圖書獎。

《在南極的500天》

2019年由華中科技大學出版社出版,作者李航,該書曾被《自然》《科學》《中國國家地理》《中國國家天文》 刊登報道,經典篇目入選中學生英語教材。

影視作品

紀錄片

《深邃海洋:南極深處的巨獸》

2018年在英國上映,Masazumi Komoda和Masumi Mizunuma導演,大衛·愛登堡主演,拍攝地在南冰洋。史上首次,科學家們將使用深海潛水器進入南冰洋,揭示科學界全新的,更為特別、奇異的動物。

《冰凍星球第一季/第二季》

2011年/2022年在英國/中國大陸播出,艾雷斯泰·法瑟吉爾易導演,大衛·愛登堡等主演。影片用鏡頭真實的展現了正在逐漸溶解的地球兩極,以及生活在這里的各種生物。

《南極之后》

2021年舊金山電影節上映,史蒂夫·贊特導演,Will Steger主演的紀錄片,片長106分鐘。

《在世界盡頭相遇》

2007年特柳賴德電影節上映,沃納·赫爾佐格導演,沃納·赫爾佐格、Scott Rowland、Stefan Pashov、Doug MacAyeal等主演的紀錄片,片長99分鐘。

《南大洋直播》

2022年在澳大利亞上映,Karina Holden導演,Karina Holden、Ann Jones、Hamish MacDonald主演的紀錄片,片長98分鐘。

電影

《南極之戀》

2018年中國大陸上映,吳有音導演,趙又廷、楊子姍等主演,中國制作的愛情、冒險電影,故事發生在南極腹地。

《南極大冒險》

2006年美國、中國大陸上映,弗蘭克·馬歇爾導演,保羅·沃克布魯斯·格林伍德、穆恩·布拉得古德、溫迪·古遜等主演,美國制作的劇情、冒險電影,故事發生在南極洲。

《南極物語(南極物語)》

1983年日本上映,藏原惟繕導演,高倉健、渡瀨恒彥、夏目雅子等主演,日本制作的劇情、冒險電影,故事發生在南極。

《南極料理人(南極料理人)》

2009年日本上映,沖田修一導演,堺雅人、生瀨勝久古關安廣豐原功補等主演,日本制作的喜劇電影,故事發生在南極。

《南極洲:冰上的一年》

2013年新西蘭國際電影節上映,安東尼·鮑威爾導演,Genevieve Bachman、Michael Christiansen、Tom Hamann、George Lampman、Peter Lund等主演,新西蘭制作的劇情、傳記、冒險電影,故事發生在南極洲。

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冰凍星球 第二季 Frozen Planet Season 2 (2022).豆瓣電影.2023-12-12

南極之后 After Antarctica (2021).豆瓣電影.2023-12-11

在世界盡頭相遇 Encounters at the End of the World (2007).豆瓣電影.2023-12-11

南大洋直播 Southern Ocean Live (2022).豆瓣電影.2023-12-12

南極之戀 (2018).豆瓣電影.2023-12-11

南極大冒險.豆瓣電影.2023-12-11

南極物語 南極物語 (1983).豆瓣電影.2023-12-11

南極料理人 南極料理人 (2009).豆瓣電影.2023-12-11

南極洲:冰上的一年 Antarctica: A Year on Ice (2013).豆瓣電影.2023-12-11

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