海水结冰与盐度

12.1.1　海水结冰与盐度

全球海冰主要分布在以南极洲陆地为中心的南大洋，以北极中心水域为主的北冰洋，以及包括波罗的海、鄂霍次克海、白令海、哈德逊海、库克湾、芬兰湾和黄海、渤海等海域的北半球亚极区。

海水结冰过程与淡水结冰过程是不同的。淡水表面受冷，密度将会增大，当水温降到4℃时，表面水因密度最大将向下沉，而下层水被迫上升，于是便发生上下对流作用，这种作用会一直进行到上、下层的水温都达到4℃为止。如果温度继续下降，表面的冷水便不再下沉，到了0℃就开始结冰。然而，由于海水含有盐的成分，其结冰过程要比淡水复杂得多，无论是其冰点温度还是其最大密度时的温度均与盐度有关。随着盐度的增高，海水的冰点(T_f)和最大密度时的温度(T_pmax)均会下降，但其下降过程却不一样。

当盐度低于24.695时，最大密度值的温度在冰点以上，在上下层海水都冷却到最大密度时的温度以后，此时对流停止，只要表面海水继续冷却到冰点就可以结冰了。

当盐度高于24.695时，表面海水虽冷却到冰点，但最大密度值的温度均在冰点以下。因此，接近冰点的表层水将比下面的暖水重，这样，便引起了上、下层冷暖水的对流，从而减慢了海水降温，只有上、下层海水混合至冰点时，才能发生结冰现象。当盐度为24.695时，最大密度温度和结冰温度都是-1.33℃。当海冰形成以后，大量的盐分从冰中析出，因此冰层以下的海水盐度要增大，这就使得海水结冰更加困难。

一般情况下，海水达到冰点以后就开始结冰，但由于自然条件和气象条件的影响，海水结冰的情况会有所不同。在无风、海面平静的条件下，或小潮期间，结冰较迅速。

我国的海冰，大多数是由海水冷却直接冻结而成，但也有少量是来自河流入海的淡水冰。伴随着暖冬天气的影响，2007年我国渤海海冰的范围与去年同期相比明显减少。图12-1是2007年2月6日10:58的EOS/MODIS影像处理生成的渤海海冰监测图像，海冰主要分布在辽东湾海域。

根据不同的分类方法，可将海冰归为不同的类型。

我国的海冰，一般来说，可分为固定冰和浮冰两大类。而在浮冰中由入海冰川分离下来的、高出海面5m以上的巨大冰块则称为冰山。

固定冰是指与海岸、岛屿、海底冻结在一起的冰盖。我国结冰海区所见的固定冰，大多是与海岸冻结在一起的沿岸冰，在潮汐的影响下，有时会产生升降运动。

与固定冰相反，浮在海面随风、浪、流漂移的冰称为浮冰，又称漂流冰。

最早出现冰的日期叫初冰日，终冰日是指冰最后消失之日。

冰期，即冰维持的时间，是指自出现冰之日起至冰消失之日止的这一时间段。在一个冰期内，初冰日和终冰日均只能有一个。我国海区，初冰日一般在11月下旬至1月中旬之间，终冰日一般在2月下旬至3月上旬之间。冰期是与海冰的生成、发展、持续时间、分布及其活动变化规律密切相关的。

图12-1　渤海海冰监测图

(国家减灾中心卫星遥感部(http://www. jianzai.gov. cn))

我国的冰期大多数是跨年度的，冰情年度以入冬的年度为准。并且不论初冰日出现在哪一年，都称入冬年头的年号为冰期年度。在一冰期内，依据冰的发展又分为三个或五个特征期。三个特征期是指初冰期、严重(盛)冰期、消冰期。五个特征期是在初冰和盛冰期之间加分封冰期，在盛冰期与消冰期之间加分融冰期。各个特征冰期的冰情是有区别的，但是特征冰期的划分至今尚无统一的严格标准。