南冰洋 :世界上第五个被确立的大洋

更新时间:2023-11-08 11:43

南冰洋(英语:Southern Ocean),又称南极海、南大洋或南极洋,是太平洋大西洋印度洋南端汇合而成的海域,围绕南极洲;因在海洋学上发现南冰洋有重要的不同洋流,因此国际海道测量组织于2000年确定其为一个独立的大洋,成为世界上第五个被确认的大洋。2021年6月10日世界海洋日当天,美国国家地理学会宣布,南极洲周围海域将被称为南冰洋,并正式承认南冰洋为地球第五大洋。南冰洋是五大洋中的第四大洋,位于南极地区60°S以南。南冰洋面积为2,196万平方千米,约占地球海洋总面积的十六分之一,平均深度3,270米,最大深度7,432米。

始新世末,冈瓦纳大陆解体,德雷克海峡出现(距今约3,400万年前),之后南极绕极流形成,成为南冰洋划分边界的重要依据。南冰洋气候类型通常划分为极地气候,终年严寒,海温在-2℃~10℃之间,平均温度为2~4℃,夏季海温高,冬季海温低,可降至-40℃。南冰洋风力较强,主要气旋为温带气旋,大气环流具有明显的纬向对称性。南极夏季海冰范围300万平方千米,在冬季海冰面积最大时,覆盖面积约1,800万平方千米,海冰的厚度通常在1米左右。南冰洋生态系统以磷虾为基础,近岸海区海底的动物有无柄水虫、珊瑚、多孔动物和,以及觅食的蟹类、环毛虫、回声虫、和各种甲壳亚门。海底有、鼠尾鱼和,还有罕见的非骨类鱼类和鱼。此外,企鹅、海豹等常见两栖或陆地动物以及大型哺乳动物在南冰洋地区均有发现。此外在南冰洋海底蕴藏着超过500亿桶的石油和30,000亿立方米的天然气。

16世纪初西班牙探险家首次发现南冰洋。1821年1月,俄罗斯船长在南极海域发现了亚历山大一世岛。1904年,在南极建立了南极第一个科学考察站——奥尔卡达斯站。1984年11月,中国首次开展南极科学考察,20世纪80年代中后期,中国相继在南极洲建立了两个常年科学考察站——长城站中山站。1984年以来,中国每年组织科学考察队赴南极开展综合科学考察。2009年1月,建成了中原地区首个南极内陆考察站——昆仑站。2014年2月,建成中国第4个南极考察站——泰山站。2023年11月1日,由自然资源部组织的中国第40次南极科考队乘“雪龙号”驶离中国极地考察国内基地码头,主要目的是建设罗斯海新站,将是我国在南极的第五个考察站。2024年1月1日,中国南极科考队员乘坐雪地车,从南极中山站出发,在南极大陆上行驶半个多月,抵达南极昆仑站。。1月6日,中国南极考察队在阿蒙森海布放深水生态潜标。

发现及命名

发现

16世纪初,西班牙探险家巴斯克·努涅斯·德·巴尔波亚第一个进入南冰洋海域,发现了这片位于世界极南的海域,之后不断有航海家前去探索,“Southern Ocean”一词就在这个时期出现。

命名

1919年7月24日,国际水文组织的前身国际海道测量组织将“南冰洋”的范围定义为非洲、南美洲大洋洲三个大陆以南的所有海域。1937年,国际海道测量组织宣布正式承认“南冰洋”的名称、定义和概念,并将它纳入正文件和标准。但由于南冰洋边界尚未明确,引起激烈争议,1953年国际海道测量组织被迫宣布废除“南冰洋”这一称谓。2000年,国际水文组织确定南冰洋为一个独立大洋;2021年,美国国家海洋局和大气管理局也开始正式使用“南冰洋”这一名称。2003年12月22日,澳大利亚政府认为澳大利亚以南的海域即属于南冰洋。

2021年6月8日,美国国家地理学会宣布新的地图政策,正式承认南冰洋为世界第五大洋,英文名为“Southern Ocean”,又称南极海、南大洋或南极洋。但由于南冰洋海底并未发现有其对应的“中洋脊”,其“洋”的地位并未被学术界广泛承认。

位置境域

1845年,英国伦敦地理学会最早对世界大洋进行科学划分并命名,其中南冰洋的界限为以南极圈为界,以南的海域;20世纪,南冰洋就近并入太平洋、大西洋和印度洋;1928年和1937年,国际水道测量组局根据水道测量和航海需要,重新认可英国伦敦地理学会对五个大洋的划分,规定各个大洋之间以及大洋与附属海之间的毗邻水域,在没有明显界限的情况下,以适当的经纬线或海图上的等角航线为界;最新划界方案为,以洋流为划分界限,主要由南极绕极流组成,被南极辐合带划分成南极海和亚南极海。南冰洋面积为2,196万平方千米,约占地球海洋总面积的十六分之一;平均深度3,270米,最大深度7,432米。

南冰洋位于南极地区60°S以南,是世界上唯一完全环绕地球却未被大陆分割的大洋,由环绕南极洲至60°S之间的大部分海域组成,经纬度范围为南纬60°至南极洲海岸线,经度360°以内。主要包括威德尔海罗斯海阿蒙森海别林斯高晋海,部分南端的德雷克海峡和部分新西兰南部的斯克蒂亚海,是太平洋大西洋印度洋南端汇合而成的海域。

历史变迁

南极地质构造发展可分为前泛非阶段、泛非—罗斯阶段、罗斯—冈瓦纳古陆阶段和后冈瓦纳古陆阶段四个阶段。

前泛非阶段

前泛非阶段,冈瓦纳古陆形成时期,经历约6次重要的构造—岩浆—变质事件,经过500百万年左右泛非运动,形成了冈瓦纳古陆边缘造山带。

泛非—罗斯阶段

泛非—罗斯阶段,包括早古生代中、晚期,形成了分布广泛的寒武奥陶纪地层,同时,志留纪时期罗斯运动使其与前寒武系一起褶皱变质,并产生激烈的岩浆活动。

罗斯—冈瓦纳古陆阶段

罗斯—冈瓦纳古陆阶段,从晚志留世到早三叠世,横贯南极山脉区先隆起,泥盆纪三叠纪沉降,形成以冈瓦纳群、比肯超群为代表的浅海—滨海相及陆相碎屑岩系。

后冈瓦纳古陆阶段

后冈瓦纳古陆阶段,侏罗纪第四纪为冈瓦纳古陆解体和南极大陆格架形成时期。侏罗纪中晚期,冈瓦纳古陆分裂为东西冈瓦纳古陆两部分。始新世末,南极半岛与南美开始分离导致冈瓦纳古陆最终解体,德雷克海峡在~34Ma打开,不同研究角度对于德雷克海峡打开时间存在争论。随着德雷克海峡变深变宽,南极绕极环流形成。南极绕极环流围绕南极洲自西向东流动,形成一个大致以南纬60度为中心的波动带,被定义为南冰洋的北部边界。新近纪末期,布兰斯菲尔德海峡形成。

水文特征

海洋水

洋流

南极绕极流

南冰洋是以洋流为依据划分的大洋,南极洲绕极环流(40°S~65°S)是其中最重要的环流,也是世界上最强且最长的环状海流。南极洲绕极环流自西向东流动,深度从海表延伸至−2,000~−4,000m,宽度可达2,000千米。南极洲绕极环流促进太平洋大西洋印度洋之间的热量、水分和能量的交换,并且深刻影响热盐环流全球输运带。

经向翻转环流

在南冰洋海表西风带和大洋内部倾斜等密度面共同作用下,形成径向翻转环流。南冰洋径向翻转环流主要分为上层环流和下层环流:北大西洋深层水沿西边界流回南冰洋,在南极绕极流附近上涌至海表;另一部分北大西洋深层水在靠近南极洲大陆架附近冷却下沉,形成富含无机化合物碳的南极底层水下沉并向赤道方向流动,成为下层环流的底部分支。

水团

根据南冰洋海水的分层结构,主要分为南极表层水(约100m厚,位温≤4℃,盐度S=~34.0)、亚南极表层水(θ=~4°CandS=34.0–33.8;在南极洲西部至罗斯海海域,盐度降至S≤33.0;在威德尔海和罗斯海的局部地区,盐度上升到S≥34.4)、南极洲中层水(淡水,θ=3.5°C-10°C,S=34.3-34.6)、亚南极模态水(θ=7°C-9°C,S=34.35-34.6)、绕极深层水(水深约1,500-3,500m)、南极底层水六大水团

冰盖

南冰洋海冰分布较广,有400万平方千米的永久封冻区,还有随季节变化的1,700平方千米冰盖(1997年数据),有伯德冰川、松岛冰川等众多冰川,其中松岛冰川是南极面积较大、移动速度较快的冰川,近年来,松岛冰川南极冰架崩解和消融的加剧,引起国内外科学家对于南极冰盖未来的巨大担忧。南极夏季海冰范围300万平方千米,在冬季海冰面积最大时,覆盖面积约1,800万平方千米,海冰的厚度一般在1米左右。在秋季,海冰沿着南极海岸,特别是在罗斯海威德尔海(除了威德尔海西部),全年维持较高的海冰密度。到了春季,海冰从低纬度冰区边缘开始融化。南极海冰平均厚度较小,其1年生和2年生平整冰的厚度分别约0.6米和1.2米;南极冰面的雪层较厚,由于历年冬季累积,南极1年生冰面上的平均雪厚为16~23厘米,其中威德尔海西北部2年生冰面的雪厚可达63~79厘米。当南极冰面雪厚达到一定程度时,冰雪界面会被压入海平面以下并出现新的类型——雪冰。南极海冰由于生长过程中受动力作用较明显,大部分为粒状晶体结构。南极冰脊主要是由于浮冰自身机械弯曲和挤压而形成的,冰脊厚度较小,最大厚度为6米。

南极冰盖是地球上最大的陆缘冰体,其物质收支和稳定性对全球气候变化和海平面升高有重要的影响。围绕南极冰盖产生的气候分带是南半球大气环流和大洋环流形成的最根本驱动力,也是造成全球大气圈、生物圈以及水圈物质交换的最重要驱动力。南极冰盖起源于3,400万年以前,由于伴随地球轨道米卢廷·米兰科维奇周期变化的气候变冷致使大气中CO2含量下降,形成了最早的冰盖;随后随着气温的进一步下降,冰盖逐步增厚,在1,400万年前达到现在的厚度并稳定下来。英国剑桥斯科特极地研究中心、美国自然基金委(NSF)和丹麦技术大学于1967年至1979年对南极冰盖研究发现,其平均厚度为2.5千米,最大冰厚为4.7千米。

南冰洋主要水为南极底层水,其生于南极沿岸的陆架,具有明显的低温、低盐和高溶解性的特点,占地球水的15%。南极冰盖包括南极大陆陆地冰和大陆边缘的冰架,目前总面积约1.38×107平方千米,平均厚度超过2,450米,约占全球淡水量的70%。

主要河流

奥尼克斯河

奥尼克斯河是南极洲的冰川融水溪流,当莱特冰川融化时,奥尼克斯河会流经麦克默多湾。与地球上其他大多数河流不同,由于冰川的阻挡,奥尼克斯河的流向远离海洋,注入冰封的范达湖

地理特征

气候

南极面积辽阔,远离其他大陆和人类活动中心,国际上并未对南极进行严格意义上的气候类型划分,通常被划分为极地气候,终年严寒,海温在-2℃~10℃之间,平均温度为2~4℃,相对湿度在15%~55%之间。夏季海温高,冬季海温可降至-40℃;表层水温年均温在12~15℃,降水量随纬度升高而降低,南纬40~55°年降水量可1000毫米,而在南纬70°以南,年降水量不足200毫米,纬度差异明显;风向介于240°-280°,风速为5~30米每秒气压系统为斜压性的低压系统。极地气候分为冰原气候和冻原气候。南冰洋区陆地少,等温线平直,气压场与风场接近行星风系,大气运动主要特征是强劲而稳定的纬向环流。位于南冰洋的南奥克尼群岛属于寒带苔原气候,寒冷、潮湿和多风,夏季短暂而寒冷。

气温

南冰洋是世界上气温最低、风力最大的海洋。南冰洋海温在-2℃~10℃之间,平均温度为2~4℃。海温随季节变化,夏季为10月至次年2月,海温较高,冬季为3月至9月,海温低,冬季海温可降至-40℃。根据美国气象局数据,南冰洋2022年冬季最大范围1,819万平方千米,冬季最大值低于1981年至2010年平均值,但在1981年至2010年观测范围的80%以内;2023年夏季最低值为179万平方千米。在过去8年里,夏季最低温度低于平均值。另外,4,000米以下低空气温高于高空。

降水

南冰洋自海表到底层的海水特性存在长期变化特征,并与大尺度外部强迫的改变紧密相关。截至2020年海洋学界对各水团的更高频年际变化特征及其影响原因依然了解甚少。但年降水量可考,南冰洋表层水温年均温在12~15℃,降水量随纬度升高而降低。南纬40~55°年降水量可1,000毫米,而在南纬70°以南,年降水量不足200毫米,纬度差异十分明显,年降雪量占年总降水量的30%~45%。

风速

南冰洋洋面盛行西风,风向介于240°-280°,风速为5~30米每秒,属于典型的下沉气流。另外,4,000米以下低空风速小于高空风速,断面以西风为主。

气压

南冰洋大气环流有明显的纬向对称性,主要气旋为温带气旋,属于斜压性的低压系统,主要在对流层水平温度梯度区生成。除西北-东南向移动的过境低压外,海洋上空没有闭合的低压区或高压区。在副热带高压带与南极反气旋之间有一绕极低压槽,其轴线位于南纬60°~70°之间,大部分温带范围内,气压梯度指向南方,直至南纬60°以南,气压才开始向极地增加。气压梯度力与地球自转偏向力的作用,使南冰洋洋面上终年盛行西风。

相对湿度

南冰洋相对湿度较低,为15%~55%,4,000米以下低空湿度高于高空。

地质

中国南冰洋地质研究主要集中在南极半岛周边海域和普里兹湾海域。南极半岛周边海域冰海沉积物的搬运介质以冰山筱运为主,自西南极大陆、南极半岛以及布兰斯菲尔德群岛冰川、冰架解体的冰山,随着海流的漂移和自身的融化,将封冻其中的陆源碎屑物质卸载并沉降到海底。砾石、砂、粉砂以及黏土的含量具有较好的规律性,沉积物类型随地形变化而呈有规律的分布。

地质构造

南极大陆包括东南极地盾、横贯南极山脉造山带和西南极造山带三大构造单元。南冰洋凯尔盖朗高原将威德尔海盆和澳大利亚-南极海盆分隔,太平洋-南极海岭将澳大利亚-南极海盆和别林斯高晋海盆分隔,德雷克海峡与南极半岛将威德尔海盆和别林斯高晋海盆分隔为三个海盆。

东南极地盾主要由太古宙元古宙结晶基底组成,在东部的查尔斯王子山脉等地也发现有有限的显生宙沉积岩。经罗斯运动而形成的早古生代造山带横贯山脉,呈北西向镶嵌于东南极地质西南边缘。西南极造山带由西南极中新生代造出带和西南极裂谷系两个构造单元组成。

地层

南极洲前寒武纪地层包括上、下两个部分。下部岩层主要由太古代结晶基底杂岩和早一古代部分基底受造山运动和岩浆侵入改造的上地壳火山岩和沉积变质岩构成。

寒武纪地层存在于南极横断山脉的、北维多利亚地以及埃尔斯沃斯山脉,总厚度接近10,000米,其主要成分为深海到浅海沉积的泥岩砂岩石灰岩;部分地区有大量火山岩,底部为砾岩志留纪地层最早在发现。该岛地层主要是杂砂岩页岩片岩,含化石。

中生代地层有各类火山熔岩(包括粗玄岩、玄武岩安山岩等)、火山碎屑岩夹少量碎屑的特征。主要分布在南极横断山脉,埃尔斯沃斯山脉、南极半岛以及东南极洲部分沿海地带。

第三纪沉积地层分布范围较小。等海盆有厚度很大的海相沉积层。较大的无冰区如南极横断山脉的干谷地区、东南极大陆沿海的维斯特福尔德丘陵、和班吉尔丘陵以及等,均存在晚更新世和全新世海洋沉积、湖泊沉积、沉积和冰缘沉积。

矿物资源

南极蕴藏有丰富的矿物资源,已发现的矿物就有200余种,包括煤、铁、铜、铅、锌、铝、金、银、石墨、、石油等,其中还有具有重要战略价值的、、等稀有矿藏。在海底蕴藏着有超过500亿桶的石油和30,000亿立方米的天然气。

地形地貌

南冰洋与南极洲大陆连接处广泛分布有陆缘冰,冰川从海上延伸到大陆,形成巨大的罗斯冰障,周围海上漂浮着冰山。南冰洋的突出特点是完全环绕南极洲大陆,并有一系列海岭、海盆分布在海底。

海岭

南冰洋为围绕南极洲大陆的海域,海洋底部地形较为复杂,分布有目前已知的斯科舍海岭、凯尔盖朗海岭和麦夸里海岭,但除斯科舍海岭外,其余两处海岭可考资料不足。

斯科舍海岭

海底斯科舍海岭连接南极大陆南美洲,与南大西洋群岛、南极半岛构成斯科舍弧。该弧线沿南极半岛向北延伸,然后向东摆动,形成一个发夹曲线,与大火地岛和南美洲的安第斯山脉相连。整个弧长约4,350千米,是为数不多的不与太平洋接壤的岛弧之一。弧形环绕斯科舍海,其东端终止于南桑威奇海沟

海盆

南冰洋洋底较深,由三条海岭分割成三大海盆。南冰洋主要划分为三个海盆,名称分别为别林斯高晋海盆、威德尔海盆和澳大利亚-南极海盆。其中,澳大利亚-南极海盆与威德尔海盆之间是凯尔盖朗高原。

别林斯高晋海盆

别林斯高晋海盆以俄罗斯第一次环球探险(1803-1806年)的参加者和第一次俄罗斯南极洲航行(1819-1821年)的领导者、俄罗斯探险家塔迪厄斯-法比安·戈特利布·冯·别林斯高晋海军上将的名字命名。别林斯高晋海盆地理坐标约为33 °S~73°S,77 ° W~166°W,深度在3,000~5,500米之间。海盆范围内有阿蒙森深海平原和别林斯高晋深海平原。

威德尔海盆

威德尔海盆是以英国水手、航海家和海豹猎人詹姆斯·威德尔命名,他在1822-1824年的南极航行中发现了威德尔海。威德尔海盆地理坐标约为54°S~72°S,-50° E~78°E,深度在3,000~5,500米之间。海盆范围内有恩德比深海平原和威德尔深海平原。

澳大利亚-南极海盆

澳大利亚-南极海盆因其位于澳大利亚与南极洲之间而得名。澳大利亚-南极海盆地理坐标约为47°S~63°S,80° E~145°E,深度在3,000~5,000米之间。

海沟

南冰洋仅有一条深海沟,叫南桑威奇海沟,最深处8,264米。

大陆架及海底特征

南冰洋海底结构包括一个小于约260千米宽的大陆架,在威德尔海罗斯海附近达到最大宽度,超过2600千米。南冰洋北部,有深达4,500米的海洋盆地;也有像南桑威奇群岛东侧的南桑威奇海沟那样的狭窄海沟。其他地形特征包括海洋高原,它从海洋盆地上升到海平面以下不到2,000米的深处,形成平坦的地区,这些地区被相对较厚的沉积物覆盖。南极地区大陆架分为南极大陆架和亚南极岛屿外大陆架,亚南极岛屿位于南极附近,与南极地区一样,于18世纪大航海时代被发现,受人类影响较小,维持着地球上较为原始的生态系统。亚南极岛屿主要分布在南纬40°~62°之间的南极辐射带上。该地区大陆架申请和归属在国际上存在争议。

生物

据可考资料,南冰洋海域主要生物有初级浮游植物、微微型浮游植物、浮游动物南极磷虾和底栖生物。

植物

南冰洋为极寒海域,植物种类较少,主要的浮游植物有5门,包括硅藻双鞭毛虫门金藻蓝藻、隐藻,其中硅藻类物种丰富度最高;浮游植物主要有短菱形藻、巴克氏菱形藻、克格伦氏菱形藻等。同时,南冰洋是典型的高营养盐低叶绿素区,尽管有研究表明微微型浮游植物占的份额并不大,但多数的研究显示分级叶绿素微微型占浮游植物总生物的47%~90%。

动物

南冰洋大型底栖生物42种,以环节动物门多毛纲所占种类数最多,有 17 种,占总种数的 40.5%;其次甲壳亚门有10种,皮动物和其他动物分别有5种和9种,软体动物门仅有1种。调查海域大型底栖生物群落的优势种和主要种有:独毛虫、Isocirrus yungi、缩头节节虫等。小型底栖生物有10个类群,分别为自由生活海洋线虫 、底栖挠足类、多毛类和待定类群。线虫最优势类群,占平均丰度比例的94.80%,足类为第二优势类群,但仅占1.85%,蝉蠕类为第三优势类群,占1.77%,剩余类群均未超过1% 。底栖鱼类有23种,分别隶属于2目6科18 属,除1种属目中的深海属鱼类外,其余全部为形目种类。阿氏龙腾科种类最多,有6种,鳄冰鱼科有5种,南极鱼科和龙腾科都有4种,绵谢科有3种。

南冰洋近岸海区海底的动物有无柄水螅虫、珊瑚、多孔动物和一些浮游动物,以及觅食的蟹类海蜘蛛等足目、环毛虫多毛纲、回声虫、海星纲和各种甲壳亚门软体动物门。海底有鳗鱼、海螺、鼠尾鱼和鳕鱼,还有罕见的非骨类鱼类蓑鲉属和鳐鱼。此外还有企鹅、海豹等常见两栖或陆地动物,以及大型哺乳动物鲸目

南极海鸟有50种,常见的有信天翁、燕鸥、海燕等。南极水域内已查明的鱼类有200余种,其中约88%是南极水域的特有种类,占75%,深海里有鲇形目。南极鲸分为6种类和1种类。南极共有6种海豹,有锯齿海豹等。南极海底动物种类繁多,其中多孔动物有250种以上,棘皮动物有150多种,在2,300多米的深水处还有几种海胆动物。蠕形动物、纲动物的种类较多,数量也较大。

南冰洋生态系统的基础是磷虾,在此处几乎所有生物都以磷虾为重要食物来源。

主要组成

南冰洋是一个围绕南极洲的、与太平洋大西洋印度洋南端汇合而成的海域。南冰洋除被围绕的南极洲外,还有南设得兰群岛南奥克尼群岛

南冰洋包括4个附属海和2个部分海域——威德尔海罗斯海阿蒙森海别林斯高晋海,部分南端的德雷克海峡和部分新西兰南部的斯克蒂亚海。

主要岛屿

南设得兰群岛

南设得兰群岛南隔布兰斯菲尔德海峡,与南极半岛隔海相望,延伸540千米,总面积3,687平方千米。南设得兰群岛包括乔治王岛和利文斯顿岛等9个较大岛屿和10余个小岛屿。群岛湾内温泉喷涌是南极的观光点之一,是南极唯一能够进行海水浴的地方。各岛屿山体居多,最高峰为史密斯岛的福斯特山,海拔2,105米。群岛约80%的地区被冰雪覆盖。20世纪以来,13个国家在该群岛建立了科学考察站,为南极科学考察的重要基地和南极观光旅游地。中国南极长城站位于群岛的乔治王岛上。

南奥克尼群岛

位于尖端东北地区约604千米处,群岛总面积约620平方千米,其中约90%为冰川所覆盖。该群岛中科罗内申岛是最大岛屿,最高处是尼维亚山,海拔1,266米。南奥克尼群岛属于寒带冻原气候,寒冷、潮湿和多风,夏季短暂而寒冷。南奥克尼群岛海域是磷虾渔业的重要作业海域,陆地上有南极企鹅阿德利企鹅两种企鹅。

主要海域

威德尔海

威德尔海是南极洲最大的边缘海,海面积为280万平方千米,属于南大西洋的一部分,位于南冰洋中,是一个凹入的大海湾。最南端达83°S,侧毗邻菲尔希纳和龙尼冰架;西侧紧靠南极半岛;东侧到科兹地一带;北部面向开阔大洋,约可到60°S左右。威德尔海是全球大洋底层水的重要发源地。威德尔海的冰盖面积约为10,000平方千米,但到2002年已完全消失。

罗斯海

罗斯海位于72°S到85°S,160°E到160°W之间,面积约75万平方千米,水深200~1,100米,平均水深500米。罗斯海是南冰洋中最富饶的水域,这里的动物种类繁多,栖息着大型掠食性鱼类、鲸鱼、海豹、企鹅和其他动物,已知有10种哺乳动物、6种鸟类和95种鱼类栖息在罗斯海水域。2016年11月,南极海洋生物资源保护委员会在罗斯海建立海洋保护区,进行多种科学研究。

阿蒙森海

阿蒙森海位于南冰洋太平洋扇区,南极洲西部玛丽-伯德地海岸附近。斯韦思冰舌延伸到这一海域,大部分地区被冰雪覆盖。

别林斯高晋海

别林斯高晋海以探险家塔迪厄斯-别林斯高晋海军上将的名字命名。该海域位于南极半岛西海岸附近,彼得岛位于该海域以北,亚历山大岛和瑟斯顿岛分别位于该海域的东部和西部。总面积约为487,000平方千米。

人类活动

经济开发

渔业开发

早期南极渔业主要以捕杀海豹和鲸获取其皮毛、皮革和炼油为主。1904年,挪威人获得英国政府授权,在南乔治亚岛建立首座陆基捕鲸站,开始大规模捕鲸。60年代,南极渔业开始转向以捕捞鱼类和磷虾资源为主。1971年南极冰鱼渔业开始发展,以裘氏鳄头冰鱼为主。70年代初,南极磷虾商业捕捞开始发展;70年代末,南极犬牙鱼渔业开始发展,主要捕捞对象为小鳞犬牙南极鱼和鳞头犬牙南极鱼。

南冰洋头足类资源丰富,其中七星鱿鱼、科达乌贼及克氏桑椹乌贼等具有商业开发价值,以七星鱿鱼开发潜力最大。但截至2021年底,尚未开展南冰洋头足类资源的商业开发。20世纪90年代以前,捕鱼国主要为东欧诸国,其后澳大利亚、智利、法国、乌克兰等也加入捕鱼国行列。2003年,南冰洋渔业作业对象以巴塔哥尼亚牙鱼为主。

旅游开发

20世纪50年代后期,智利和阿根廷利用海军运输船载着500余名乘客,前往位于南极半岛南设得兰群岛参观游览。

1969年,美国企业家和探险家LarsEric Lindblad建造首艘南极旅游船“Lindblad Explorer”号下水,标志着现代意义上南极旅游业的开端。

1991年,为规范南极旅游活动和保护南极环境,7个致力于南极旅游开发的运营商成立国际南极旅游者协会 (IAATO) ,成员包括来自美国、英国、阿根廷澳大利亚加拿大新西兰和德国等国家的100余家公司和组织。

旅游以乘船为主。南极旅游的路线主要分为东线和西线:东线一般经澳大利亚、新西兰和南非前往东部南极大陆;西线一般从南美洲南部的港口城市乌斯怀亚出发,横渡德雷克海峡前往南设得兰群岛,或在此路线的基础上增加观光岛屿。

科学考察

世界科考

1911年,挪威探险家罗尔德·阿蒙森首次以国家科考的名义到达南极大陆,开启人类世界对南极科考的历史序章。

1957至1958年,不同学科科学家在南冰洋投放科考设备,在南极大陆建立考察站进行考察。1961年《南极条约》生效,开启南极科学考察新时代。1973年国际南冰洋研究计划开始实施。

1821年1月,俄罗斯船长在南极海域发现了南极洲的一个大岛——亚历山大一世岛

1904年,在南极建立了南极第一个科学考察站——奥尔卡达斯站。

1957年在南极点建立南极科考站——阿蒙森·斯科特站,在这里从事高空大气物理学、等方面的研究。

中国科考

1984年11月,中国开展首次南极考察,登上乔治王岛。中国第30次南极考察中,“雪龙”号首次环航南极。

20世纪80年代中后期,中国相继在南极洲建立了两个常年科学考察站——长城站中山站。1984年以来,中国每年组织科学考察队赴南极开展综合科学考察。2009年1月,建成了中国首个南极内陆考察站——昆仑站。2014年2月,建成中国第4个南极考察站——泰山站

2018年11月,中国第35次南极科学考察队乘“雪龙号”由上海市的中国极地考察国内基地码头出发,由我国东海进入南太平洋,途径澳大利亚麦夸里岛到达中山站。

2023年11月1日,由自然资源部组织的中国第40次南极科考队乘“雪龙号”驶离中国极地考察国内基地码头,主要目的是建设罗斯海新站,将是我国在南极的第五个考察站。

2024年1月1日,中国南极科考队员乘坐雪地车,从中山站出发,在南极大陆上行驶半个多月,抵达南极昆仑站。。1月6日,中国南极考察队在阿蒙森海布放深水生态潜标。

航海活动

航线

南极航线主要用于科学考察和观光旅游,一般无商业专用航线。

2016年11月,中远航运“永盛”轮满载巴西费拉兹南极科学考察站建设物资启程前往南极乔治王岛,为首次由货船承运科学考察站建设物资。

2018年11月,中国第35次南极科学考察队乘“雪龙号”由上海市的中国极地考察国内基地码头出发,由我国东海进入南太平洋,途径澳大利亚麦夸里岛到达中山站。期间,分别开展了南极长城站、中山站等站点的综合考察,并在东南极冰盖开展了航空地球物理学遥感观测,在南冰洋阿蒙森海开展了海洋综合调查,获取了沿航线包括气象数据、海洋数据等在内的多项数据。

航线天气系统和威胁

南半球,热带气旋、温带气旋、绕极气旋和下降风,以及南极沿岸附近海区的海雾是对船舶航行安全具有威胁的天气系统和天气过程。南极海冰和冰山是影响船舶航行安全和完成长城站、中山站补给任务的重要海洋因素。

气旋

热带气旋在印度尼西亚南部、澳大利亚以北生成。该海区气旋的生成频数不高,大约每年7个。热带气旋多数集中发生在1月、2月、3月,到4月结束。热带气旋的移动路径以东北——东南为主。南半球温带气旋的尺度、强度以及移动速度变化非常大。气旋生成最频繁的海域处于35°~55S 之间。移动方向是沿纬向自西向东移动,移动速度具有明显的季节因素,而且东、西半球的移动速度也有差别。

海流

南半球海流对南极考察船舶航行安全基本基本没有影响,但南极大陆近岸海区的海流结合南极大陆的离岸风,将会主导南极海冰的漂移。南极绕极环流范围为40°~60°S。受盛行西风和科里奥利力的共同作用,绕极环流在表层具有偏北方向的分量。南美洲和南极半岛是绕极环流的最大屏障,在德雷克海峡表层流呈发散状,流速变得滥急,极端流速值可达到1米每秒

南极海雾

南极海雾常出现在南极洲沿岸或冰架附近的海区。多数出现的雾都发生在来自低纬度相对暖的空气缓慢地向较冷的海面移动或者是处于相对稳定的过程中。在夏季,除了强风较少和在强风很少的海区可能有些增加外,南极海雾很少存在季节变化。生成于中纬度海区、移动到别林斯高晋海的气旋通过德雷克海峡时,气旋的南部扫过南极半岛地区,风力可超过10.9米每秒。

划界争端

南极领土及资源争端持续数个世纪,争端的发展方向由陆转海,由主权转向资源,期间经历了《南极条约》签订之前、后以及后《南极条约》时代三个阶段。

2004年至2009年5年间,澳大利亚(2004年)、新西兰(2006年)、英国(2008年、2009件)、法国(2009年)、阿根廷(2009年)和挪威(2009年)分别提交了有关南冰洋岛屿外大陆、架罗斯属地的外大陆架阿森松岛等四个群岛、克尔格伦群岛外大陆架、马尔维纳斯群岛南乔治亚岛和南桑德维奇群岛的划界案。

环境问题和保护

环境问题

臭氧层空洞

据国外媒体报道,目前南极的臭氧层空洞面积已经达到2,820万平方千米。臭氧层地球抵御太阳致命射线的保护。研究机构借助气球运载设备对臭氧层进行了测量发现,南极洲科考站上空的臭氧层几乎被全部消耗。20世纪时期,释放的含有氯气溴气的人造化学品破坏了大量的臭氧层,在地球的南半球区域形成了一个巨大的臭氧层空洞,臭氧层的恢复预计需要70年时间。

垃圾污染

南冰洋垃圾污染主要是微塑料污染。主要来自人类生活中所产生的微塑料纤维和宏观海洋塑料碎片分解而产生的二次塑料。

海冰消融

由于全球气候变暖,近年来南极的海冰消融速度呈现出加速的趋势。随着温室气体排放的增加,全球气温不断升高,南极的海冰逐渐消融。海冰消融会导致海平面上升,严重威胁沿海城市和岛屿国家,影响南极生态系统平衡,对企鹅、海豹等南极生物造成生存危机,继而还可能影响全球气候模型,对全球气候系统产生深远影响。2022年2月25日,南极海冰范围快速消融至192万平方千米,创1979年有观测以来最低纪录。

海水酸化

根据极地研究研究数据显示,人为排放的大量二氧化碳被海洋吸收,尤其南冰洋的低温低盐及风速大等结构特点使其吸收大气二两话题能力更强,导致海洋酸碱度下降,对海洋生态系统构成威胁。

极端天气

根据中国气象局消息,近年来南极极端天气事件频发,屡次创新纪录。2020年2月6日,埃斯佩兰萨考察站观测到18.3℃的极端高温,创下整个南极有观测以来最高纪录。2022年3月14日起,东南极西部至中部地区快速升温,位于南极内陆的康科迪亚站在4日内升高49℃,于3月18日达到-12.2℃,其增温幅度和地表气温异常均创南极有观测以来的最高纪录。2022年南极发生爆发性增温事件。

过度捕捞

自17世纪以来,尤其到19世纪和20世纪,人类对南冰洋海洋生物存在过度捕捞的情况。对海豹、鲸、鱼、的过分捕捞、捕杀,南极生物资源处于比较危险的状态。20世纪70年代起巴塔哥尼亚牙鱼受到非法、无节制、无统计报告的违法捕捞,部分地理种群已近灭绝。20世纪80年代中期,延绳钓成为巴塔哥尼亚牙鱼渔业的作业方式。但由于延绳钓容易引起鸟类的兼捕死亡,因此这种作业方式已危及若干种海鸟。1990年以前,捕鱼国主要为东欧诸国;其后澳大利亚、智利、法国、乌克兰等也加入捕鱼国行列。

环境保护

1959年12月,阿根廷、澳大利亚、比利时等12个国家签署《南极条约》,条约于1961年6月23日生效。《南极条约》规定南极应只用于和平目的,冻结各国对南极的主权声索,促进南极科学考察中的国际合作。该条约首次以法律形式确立了南极的管理制度,是南极条约体系的基础。中国于1983年6月8日加入《南极条约》,并于1985年10月获得《南极条约》协商国资格,从此开始深度参与南极国际治理。

1980年和1989年,有关国家共同制定了《南极海洋生物资源养护公约》和《南极海洋生物资源养护公约检查制度》形成了对南极海洋生物资源活动的规制,适用于南冰洋海洋生物资源,包括小鳞犬牙南极鱼冰鱼南极磷虾等海洋生物资源,均受南极海洋生物资源保护委员会严格管理,并且渔业管理逐步向精细管理单元方式发展,旨在保护和合理利用南极海洋生物资源,防止过度捕捞对生态系统造成的损害,加强对南极海洋生态系统的科学研究及国际合作。中国于2006年9月19日加入该公约,自2006年10月19日对中国生效。

相关文化

出版书籍

《南极》

2018年由南海出版公司出版,作者克莱尔·吉根,被评为《洛杉矶时报》年度小说,获爱尔兰隆尼文学奖。

《循环、作用和影响南大洋观测与研究》

2018年由海洋出版社出版,作者张海生,属于海洋监测研究类读物。汇集了中国三十年南冰洋考察与研究的主要成果,反映中国南冰洋研究的重大进展,同时也展示了中国长期从事南冰洋科学研究的各位科学家对中国极地事业做出的重大贡献。

《南大洋海鸟鉴别》

2018年由海洋出版社出版,作者为新西兰的Derek Onley和Sandy Bartle,黄洪亮,陈雪忠译。本书内容主要包括一些较为容易鉴别的海鸟种类。

《最后一片大陆:人类南极探险史诗》

2021年由中国友谊出版公司出版,作者为意大利作家朱莉娅·韦特里,陈剑平译。本书于2020年获得由德国波兹坦城市图书馆为儿童评选的EMYS年度非虚构图书奖。

《在南极的500天》

2019年由华中科技大学出版社出版,作者李航,该书曾被《自然》《科学》《中国国家地理》《中国国家天文》 刊登报道,经典篇目入选中学生英语教材。

影视作品

纪录片

《深邃海洋:南极深处的巨兽》

2018年在英国上映,Masazumi Komoda和Masumi Mizunuma导演,大卫·爱登堡主演,拍摄地在南冰洋。史上首次,科学家们将使用深海潜水器进入南冰洋,揭示科学界全新的,更为特别、奇异的动物。

《冰冻星球第一季/第二季》

2011年/2022年在英国/中国大陆播出,艾雷斯泰·法瑟吉尔易导演,大卫·爱登堡等主演。影片用镜头真实的展现了正在逐渐溶解的地球两极,以及生活在这里的各种生物。

《南极之后》

2021年旧金山电影节上映,史蒂夫·赞特导演,Will Steger主演的纪录片,片长106分钟。

《在世界尽头相遇》

2007年特柳赖德电影节上映,沃纳·赫尔佐格导演,沃纳·赫尔佐格、Scott Rowland、Stefan Pashov、Doug MacAyeal等主演的纪录片,片长99分钟。

《南大洋直播》

2022年在澳大利亚上映,Karina Holden导演,Karina Holden、Ann Jones、Hamish MacDonald主演的纪录片,片长98分钟。

电影

《南极之恋》

2018年中国大陆上映,吴有音导演,赵又廷杨子姗等主演,中国制作的爱情、冒险电影,故事发生在南极腹地。

《南极大冒险》

2006年美国、中国大陆上映,弗兰克·马歇尔导演,保罗·沃克布鲁斯·格林伍德穆恩·布拉得古德温迪·古逊等主演,美国制作的剧情、冒险电影,故事发生在南极洲。

《南极物语(南極物語)》

1983年日本上映,藏原惟缮导演,高仓健渡濑恒彦夏目雅子等主演,日本制作的剧情、冒险电影,故事发生在南极。

《南极料理人(南極料理人)》

2009年日本上映,冲田修一导演,堺雅人生濑胜久古关安广丰原功补等主演,日本制作的喜剧电影,故事发生在南极。

《南极洲:冰上的一年》

2013年新西兰国际电影节上映,安东尼·鲍威尔导演,Genevieve Bachman、Michael Christiansen、Tom Hamann、George Lampman、Peter Lund等主演,新西兰制作的剧情、传记、冒险电影,故事发生在南极洲。

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