Антарктический морской лед — это морской лед Южного океана . Он простирается с самого севера зимой и отступает почти до береговой линии каждое лето. [1] Морской лед — это замерзшая морская вода, толщина которой обычно составляет менее нескольких метров. Это противоположность шельфовым ледникам , которые образованы ледниками ; они плавают в море и имеют толщину до километра. Существует два подразделения морского льда: припай , который прикреплен к суше; и льдины , которые не прикреплены.
Морской лед, который поступает из Южного океана, тает снизу, а не с поверхности, как арктический лед , потому что он покрыт снегом сверху. В результате талые озера наблюдаются редко. В среднем антарктический морской лед моложе, тоньше, теплее, соленее и более подвижен, чем арктический морской лед. [2] Еще одно различие между двумя ледовыми массивами заключается в том, что, хотя наблюдается явное сокращение арктического морского льда , в Антарктиде эта тенденция примерно ровная. [1] Антарктический морской лед изучен не очень хорошо по сравнению с арктическим, поскольку он менее доступен.
Покрытие морского льда Антарктиды является в значительной степени сезонным, с очень небольшим количеством льда летом в Южном полушарии , расширяясь до площади, примерно равной площади Антарктиды зимой. Он достигает пика (~18 × 10^6 км 2 ) в сентябре (сопоставимо с площадью поверхности Плутона ), что знаменует конец зимы в Южном полушарии, и отступает до минимума (~3 × 10^6 км 2 ) в феврале. [2] [3] Следовательно, большая часть морского льда Антарктиды является однолетним льдом , толщиной в несколько метров, но точная толщина неизвестна. Площадь льда в 18 миллионов км^2 составляет 18 триллионов квадратных метров, поэтому на каждый метр толщины, учитывая, что плотность льда составляет около 0,88 тератонн/миллион км^3, масса верхнего метра морского льда Антарктиды составляет примерно 16 тератонн (триллионов метрических тонн) в конце зимы. Рекордно низкий летний морской лед был зафиксирован в феврале 2022 года на уровне 741 000 квадратных миль (1,9 миллиона квадратных километров) Национальным центром данных по снегу и льду . [4]
Поскольку океан у побережья Антарктиды обычно намного теплее воздуха над ним, протяженность морского льда в значительной степени контролируется ветрами и течениями, которые толкают его на север. [5] Если его толкать быстро, лед может продвинуться гораздо дальше на север, прежде чем растает. Большая часть льда образуется вдоль побережья, поскольку движущийся на север лед оставляет области открытой воды (прибрежные полыньи скрытого тепла ), которые быстро замерзают.
Because Antarctic ice is mainly first-year ice, which is not as thick as multiyear ice, it is generally less than a few meters thick. Snowfall and flooding of the ice can thicken it substantially, and the layer structure of Antarctic ice is often quite complex.
Sea ice extent in Antarctica varies a lot year by year. This makes it difficult determine a trend, and record highs and record lows have been observed between 2013 and 2023. The general trend since 1979, the start of the satellite measurements, has been roughly flat. Between 2015 and 2023, there has been a decline in sea ice, but due to the high variability, this does not correspond to a significant trend.[1] The flat trend is in contrast with Arctic sea ice, which has seen a declining trend.[1][6]
The IPCC AR5 report concluded that "it is very likely" that annual mean Antarctic sea ice extent increased 1.2 to 1.8% per decade, which is 0.13 to 0.20 million km2 per decade, during the period 1979 to 2012.[8]: 7 IPCC AR5 also concluded that the lack of data precludes determining the trend in total volume or mass of the sea ice. The increase in sea ice area probably has a number of causes.[9] These are tied to changes in the southern hemispheric westerly winds, which are a combination of natural variability and forced change from greenhouse gases and the ozone hole. The winds drive sea ice drift, and modelling research suggests that the observed sea ice expansion was driven by changes in the sea ice drift velocity.[10]Another possible driver is ice-shelves melting, which increases freshwater input to the ocean; this increases the weakly stratified ocean surface layer and so reduces the ability of warm subsurface water to reach the surface. A 2015 study found this effect in climate models run to simulate future climate change, resulting in an increase of sea ice in the winter months.[11]
Recent changes in wind patterns, which are connected to regional changes in the number of extratropical cyclones and anticyclones,[12] around Antarctica have advected the sea ice farther north in some areas and not as far north in others.
Атмосферные и океанические факторы, вероятно, способствовали формированию регионально различающихся тенденций в распространении морского льда в Антарктике. Например, температуры в атмосфере и Южном океане увеличились в период 1979–2004 гг. Однако морской лед растет быстрее, чем тает, из-за слабо стратифицированного океана. Таким образом, этот океанический механизм, среди прочего, способствует увеличению чистого производства льда, что потенциально приводит к увеличению морского льда. [13] Хотя наблюдения за толщиной ограничены, моделирование показывает, что наблюдаемый дрейф льда в направлении прибрежных регионов вносит дополнительный вклад в динамическое утолщение морского льда осенью и зимой. [14]
Наблюдаемые осенние и весенние тенденции в количестве внетропических циклонов , антициклонов и блоков , которые имеют сильный термодинамический контроль через температурную адвекцию и сильный динамический контроль через дрейф льда , на протяженность морского льда в течение того же самого и также в течение следующих сезонов, почти повсюду вокруг Антарктиды согласуются с наблюдаемыми, регионально варьирующимися тенденциями в протяженности морского льда. [12] Следовательно, считается, что приповерхностные ветры, управляемые вокруг погодных систем, объясняют большую часть неоднородных тенденций морского льда Антарктиды.
В отчете МГЭИК AR6 за 2021 год подтверждается наблюдаемая тенденция к увеличению средней площади морского льда Антарктики за период с 1979 по 2014 год, но оценивается, что после 2014 года наблюдался спад, при этом наименьшая протяженность была достигнута в 2017 году, а затем начался рост. [15] Затем в отчете делается вывод о том, что существует «высокая степень уверенности» в том, что не существует значительной тенденции в наблюдаемой со спутника площади морского льда Антарктики с 1979 по 2020 год как зимой, так и летом.
В начале января 2023 года Национальный центр данных по снегу и льду сообщил, что площадь морского льда в Антарктике достигла самого низкого уровня за 45 лет спутниковых наблюдений — более чем на 500 000 квадратных километров (193 000 квадратных миль) ниже предыдущего рекорда (2018 года), при этом четыре из пяти самых низких показателей за вторую половину декабря пришлись на период с 2016 года. [16]
Мониторинг изменений морского льда важен, поскольку он влияет на обитающих здесь психрофилов . [17]
Изменения в антарктическом морском льду также важны из-за последствий для атмосферной и океанической циркуляции. [18] Когда образуется морской лед, он отторгает соль (океанская вода соленая, но морской лед в основном пресный), поэтому образуется плотная соленая вода, которая тонет и играет ключевую роль в формировании антарктической донной воды .
«Большая часть этого южного материка (если таковой существует) должна лежать за полярным кругом, где море настолько покрыто льдом, что суша становится недоступной.
Капитан Джеймс Кук . Путешествие к Южному полюсу и вокруг света и т. д. [19]
Сила движущегося льда значительна; она может раздавить корабли , попавшие в ледовый покров, и серьезно ограничивает районы, где корабли могут достичь земли, даже летом. Ледоколы , ледовые порты и ледовые пирсы используются для выгрузки припасов.
Когда речь идет об антарктическом морском льде, в игру вступает сложная группа факторов. Масштабные атмосферные явления, часто происходящие вдали от континента, а также местные океанические течения и ветры могут увеличивать или уменьшать покрытие морского льда.
NSIDC