冰與水的完美結合

撰文｜哈格

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冰與水的完美結合

撰文｜哈格

冰間湖對于很多人而言是個陌生的名詞。有人會顧名思義，以為冰間湖就是冰里面的湖，所以會出現這樣的問題：冰間湖有底嗎？

冰間湖對于很多人而言是個陌生的名詞。有人會顧名思義，以為冰間湖就是冰里面的湖，所以會出現這樣的問題：冰間湖有底嗎？從海面上看，冰間湖確實像是被白色海冰包圍的一泓湖水，但是在海面以下，冰間湖下的海洋和周邊海冰下的海洋是沒有邊界、完全貫通的。所以，冰間湖的“底”，可以說是廣闊無際的海洋。

海洋學中的冰間湖有廣義和狹義兩種定義。廣義上包括了海冰中的所有無冰水域或僅被薄冰所覆蓋的水域；狹義的定義只是加上了一個條件：在達到結冰的天氣條件下。也就是說，冰間湖僅指那些本來應該有冰卻沒有冰的地方。沒有冰的原因主要有兩種，一是由于海洋提供了熱量，二是由于風、海流等動力因素不停地將海冰帶走，從而使冰間湖內留不住海冰。冰間湖大小不一，從幾百米到上百千米都可能。另外還有一種特殊形狀的無冰水域被稱為“冰間水道”，是指由于浮冰運動而形成的窄而長的裂縫，寬度通常只有幾米，長度可以達到幾十千米。

重冰包圍的感熱冰間湖

感熱也稱為顯熱，是指物體溫度改變且沒有發生相變（如結冰和融冰）時吸收或放出的熱量。感熱冰間湖顧名思義是指沒有海冰生成的冰間水域，這里之所以不結冰主要是由于下面的海洋提供了熱量，因此感熱冰間湖常常出現在海洋中有上升暖流的地方。這些地方的海冰遙感圖像上，密密匝匝的海冰中會出現一塊孤零零的無冰水域，這就是感熱冰間湖了！

最著名的感熱冰間湖是20世紀70年代出現在南極威德爾海西部的威德爾冰間湖，它的面積約為25萬平方千米，最大時達到35萬平方千米，超過威德爾海面積的10%，這也是目前觀測到的面積最大的感熱冰間湖。這個冰間湖僅在1974年、1975年和1976年的冬季出現過，此后再也沒有出現，而之前由于沒有衛星遙感，尚不能對如此大規模的冰間湖進行觀測。海冰在不斷漂移，可能有海冰進入冰間湖區域，因此海洋必須持續不斷地向冰間湖中輸送熱量，才能將進入冰間湖區域的海冰融化，并且阻止新冰的形成，以維持冰間湖的存在。在這個過程中，海洋會不停地失去熱量。威德爾冰間湖是由于深層暖水抬升并發生垂向對流而維持的，20世紀70年代威德爾冰間湖出現后，威德爾海深層水溫度和鹽度降低。觀測結果顯示，威德爾冰間湖區域1977年的深層水溫度比1973年降低了0.8攝氏度，說明海洋為冰間湖提供了熱量。

風形成的潛熱冰間湖

潛熱冰間湖被稱為“冰工廠”，它的形成是由于強烈的下坡風使新形成的海冰不斷地被吹離海岸，向更遠的海域運動，并且下面相對溫暖的海水上升而形成的冰間湖。

據估計，南極威德爾海南部沿岸潛熱冰間湖每年的海冰產生量為111立方千米，如果這些冰全部留在冰間湖里，海冰的厚度可能會達到20多米。但我們看到的冰間湖卻是幾乎無冰的水域。這說明大量的海冰都被一些力量移出了冰間湖區域。造成這樣結果的有兩個條件，一是有持續的、足夠強大的驅動力把海冰移走，另一個是有很特殊的屏障防止其他區域的海水補入。以南極為例，南極沿岸很多地方都具備這樣的條件，從南極大陸垂下來的強大的下降風把新生成的冰吹離海岸，而特殊的海岸線或者冰架前緣阻止了周圍海冰的補充，因此出現了大量的冰間湖。而北極的潛熱冰間湖，也多出現在島嶼、海灣的特殊岸線處，如白令海的圣勞倫斯島南側每年冬季都會出現冰間湖。

在嚴寒的冬天，潛熱冰間湖的水溫一直維持在冰點，新冰不斷地生成，由于海冰含鹽量很低，結冰過程使海水中的鹽分絕大部分留在了冰間湖中，使海水鹽度增加。冰間湖中的水體因接近冰點的低溫和較高的鹽度而密度增大，發生下沉，對極地水團，如南極底層水的形成有著重要的貢獻。