在极地区域寒冷的冬季，当周围其它区域都已结冰，而一些冰间湖区域依然保持不结冰现象。这是因为风、洋流将该区域形成的新冰带走，或者低层的暖水涌升到表面，阻止了海冰的生成。
2017年南极出现的巨型冰间湖酷似鲸鱼
根据高纬度海域冰间湖的形成原因和维持机制，可将其分为近岸冰间湖和大洋冰间湖。大洋冰间湖又被称为“显热冰间湖”，其主要是一种垂直环流的模式，通过对流混合深层暖水不断涌升将热量带到表层，进而阻止了海冰的形成，而表层冷却的海水又经下沉到达海洋底层形成循环过程。近岸冰间湖的本质是一个在近岸不断生成冰的区域，即海冰在某一区域形成，通过当地风或流的作用不断地被带到大洋中，平衡了向大气的失热和用来维持开阔水域的热量。由于近岸冰间湖释放到大气中的热量源于海水结冰过程中失去的以“潜热”形式存在于海水中的热量，因此又称其为“潜热冰间湖”。南极陆地沿岸多处存在无冰覆盖的近岸冰间湖，它对高盐、高密度水的产生具有重要的作用，同时也对南极底层水的形成有着深远的影响。
冰间湖现象受到固有的持续性的因素和动态的暂时性的因素的综合影响，将两者有效分离是探求其本质的必要手段。SSM/I等被动式微波传感器在南极开展了长达二十多年的观测，获取了大量日海冰密集度(SIC)产品，但由于受动态暂时性因素的影响，这些产品难以客观的反映冰间湖形成的内部特征。本文利用27年的南极SSM/I每日SIC产品，通过大数据合成，获取了多年度平滑产品，该产品能够有效去除干扰因素引起的异常波动。
卫星获取2016年10月20日的实际日产品
算法合成的10月20日的多年平滑产品
利用经过去除动态随机性因素的南极冬季10月20日SIC产品与南极地形数据进行分析，发现南极沿岸薄冰外缘处与当地海床大陆架边缘高度吻合，尤其是在30°W-150°E之间。通过对二者之间的距离分析，得出总体相似度高于70.6%，其中在54°W-98°E之间两条曲线的相似度高于99.5%，在54°W-173°E之间两条曲线相似度高于96.5%。
沿岸薄冰外缘和海床陆架边缘
为进一步了解南极近岸冰间湖的稳定性，本文结合地形因素和风场因素对其分析。
通过对选取的六条具有代表性的子午线分析，发现南极近岸冰间湖多数出现在地形坡度变化较大的位置附近。
地形和冰间湖位置
而该位置的风速也会发生较大的变化。
风速和冰间湖位置
本研究还通过计算冰期内近岸冰间湖范围和南大洋海冰范围，得出二者之间存在高度负相关关系。并且近岸冰间湖范围达到最小值的时间要比海冰范围达到最大值的时间晚近一个月。
冰间湖面积和南大洋海冰面积的关系
冰间湖的形成和维持受多种因素的综合作用，本研究通过观测数据的分析，认为在南极沿岸处地形突变和冬季风速的组合是形成冰间湖的主要因素。
本论文3月24日发表于Remote Sensing的Remote Sensing of Climatic and Environmental Changes over the Antarctic, Arctic, and the Qinghai-Tibet Plateau特刊，第一作者为博士研究生姜丽媛，研究工作受中科院先导专项（XDA19070201）资助。
网友评论