南极半岛西侧海域陆坡流特征及动力学研究

2023年12月24日发(作者：疯狂汉堡)

南极半岛西侧海域陆坡流特征及动力学研究

南极半岛(Antarctic Peninsula)亦称帕默半岛、格雷厄姆地或奥伊金斯领地。

位于西南极洲，是南极大陆最大、向北伸入海洋最远（南纬63°）的大半岛，东西濒临威德尔海和别林斯高晋海，近海有宽广的大陆架，东侧有菲尔希纳陆缘冰。北隔970千米的德雷克海峡与南美洲相望，南接崎岖的山地和冰雪高原。南极半岛是南极大陆最温暖、降水最多的地方，年雨量可达500-600毫米，局部地方有时能达到900毫米，有“海洋性南极”之称。

南极半岛属于新生代褶皱带，基岩起伏不平，海拔5140米的文森山是南极洲的最高峰。海岸曲折，近海岛屿很多。通过海底山脉可将南极半岛—南奥克尼群岛—南桑德韦奇群岛—南乔治亚岛—南美洲安第斯山脉连成—蟠龙式的连续相接的山系。半岛及附近岛屿蕴藏着丰富的锰、铜、镍、金、银、铬等矿产。南极半岛是南极大陆最温暖、降水最多的地方，年雨量可达500-600毫米，局部地方有时能达到900毫米，有“海洋性南极”之称。西海岸有较多的“绿洲”，生长着少量高等植物及苔藓、地衣和藻类，动物和鸟类也较多，故南极半岛有“南极绿岛”之称。

南极半岛也叫“帕默尔半岛”或“格雷厄姆地”。位于西南极洲，是南极大陆最大、向北伸入海洋最远（南纬63°）的大半岛，东西濒临威德尔海和别林斯高晋海，近海有宽广的大陆架，东侧有菲尔希纳陆缘冰，有深400-600米的大陆架，宽度在550米以上。西侧为别

林斯高晋海，大陆架也宽广。有的常年冰封。北为与南美洲相距970千米的德雷克海峡。南接埃尔斯沃斯高地，是崎岖的山地与高原。北隔970千米的德雷克海峡与南美洲相望，南接崎岖的山地和冰雪高原。南极半岛属于新生代褶皱带，基岩起伏不平，海拔5140米的文森山是南极洲的最高峰。海岸曲折呈峡湾形，近海岛屿很多。为多山半岛，东岸更为陡峭高峻，山地冰川发育且发现有种子植物，植被最绿，动物和鸟类也较多，故南极半岛有“南极绿岛”之称。半岛中央部分矿产有锰、铜等，沿海岛屿有镍、钴、铬等矿。

虽然南极陆坡区域仅占南极海洋的较小部分,但其对南极底层水的形成、南极生物地球化学物质的循环以及生态系统都具有重要的影响。研究南极陆坡流动特征及其动力学对于认识南极陆坡区域的生物输运特征、南极海洋对全球海洋水团和环流的影响都具有重要意义。到目前为止,南极半岛以东区域的南极陆坡流已经得到较为深入的研究,但是对于南极半岛西侧区域的陆坡流动特性了解仍较少。本文分析了2004年夏季和2006年冬季位于南设得兰群岛和象岛区域的航次数据,以探究该地区陆坡流动规律及其动力学机制。本研究主要关注南设得兰群岛和象岛北侧陆坡上的流动特征和动力学平衡,同时也对两岛屿南侧的陆坡流进行了探讨。研究发现南设得兰群岛和象岛以北的外层陆坡区,流动主要受到较强的南极绕极流影响,呈现东北向流动特性;而在该区域上陆坡区,表层以下则存在西南向的陆坡流动。在象岛以北的上陆坡区域,西南向陆坡流的出现与该区域存在的低温、低盐、高溶解氧水团有关。根据热成风关系,低温低盐水团锋面处的

跨陆坡密度梯度产生沿等深线方向的速度分量的垂向剪切。从而该区域东北向的表层流动逐渐转变为西南向的深层流动。而在南设得兰群岛北部上陆坡区,西南向陆坡流的产生除与低温低盐水团有关外,同时与南极绕极深层水向陆架的入侵相关。入侵的高温高盐水改变了陆坡区域等密度线的跨陆坡分布特征,产生了沿等深线方向流速的垂直剪切,影响了该区域陆坡流动特性。水团分析结果显示,沙克尔顿海沟处低温低盐水团与斯科舍海南部陆坡的水团具有相似性质,表明前者来源于南斯科舍海。在南设得兰群岛北部上陆坡和陆架区域,同样观测到低温、低盐、高溶解氧水团,水团分析结果显示该水团主要源自于布兰斯菲尔德海峡。基于研究区域内历史ADCP观测资料的多年平均结果,象岛至南设得兰群岛北部上陆坡区域存在连续的西南向陆坡流动,该西南向流动也是逆时针环绕整个南极大陆的陆坡流在南极半岛西部的分支。在布兰斯菲尔德海峡内部存在气旋式流场,其中沿着南极半岛西部进入布兰斯菲尔德海峡的西南向流动流速较小、范围较广;而沿着南设得兰群岛南部陆坡并向东北方向流动的布兰斯菲尔德海流则呈现出流幅窄、流速高等西边界流动特性。本研究也对研究区域内多年平均流场的体积输运进行了估算,以期对未来与生物输运相关的研究提供背景信息。