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南极:世界上最寒冷的地方

  • 编辑:张晓芳
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  • 来源:新华网

南极地区是地球上最冷的地区,素有“冰雪高原”之称,即使在暖季(每年11月到次年3月)也非常严寒。北极虽不像南极那么寒冷,但大部分地区也是终年冰封。

太阳辐射的接受量决定了极地之寒

南极,是根据地球旋转方式决定的最南点,是地球上最后一个被人类发现且唯一没有常住居民的大陆,它被一个巨大的冰盖所覆盖。北极,地球自转轴的另一端,一片浩瀚的冰封海洋。地球的两极基本被冰雪覆盖,特别寒冷,而往赤道方向温度逐渐升高。那么,地球南北极为什么如此寒冷呢?

南北极之所以如此寒冷,主要跟太阳的辐射接受量有关。举一个简单的例子:炎热的夏天,早上和傍晚要比中午凉快得多。原因就是中午的太阳在我们头顶上,光照最强,有效辐射最多,所以我们接收到的热量也就最多,感觉就最热,相反,早上和傍晚的太阳是斜射的,有效辐射自然就少得多,我们接收到的热量也相对要少,所以,早晚感觉会比较凉快。南北极之所以冷,赤道附近之所以温度高,原因是,在赤道附近,太阳一直盘旋在头顶上方,一直处于正午的状态,因此接收的热量较多,温度也较高;而对于两极来说,太阳一直处在早上或者傍晚,永远也升不起来,因此接收的热量相对较少,感觉也较冷。

同时,在地球的两极,会出现极夜的现象,当极夜发生时,根本看不见太阳,接收到的热量也极少,所以,更加寒冷。

我们都知道,地球两极被冰雪覆盖,北极的北冰洋、格陵兰等有海冰和冰山覆盖,南极更有巨厚的南极冰盖和冰架,构成了两极白茫茫的景象。冰雪犹如一面镜子,将太阳辐射迅速反射到大气中,导致热量不能在地面累积储存。所以,反射率也相对较高。

而且,在南极和北极,大气层中水汽等含量较少,对地面反射到大气中的太阳辐射穿透率高,从而,其所得的热量扩散逃逸的速度较快;与之相对,低纬度地区的大气层中水汽、二氧化碳等含量高,容易吸收地面辐射,如同一床棉被,把地面辐射截留下来,加温地表,使得地表温度较两极更高。所以,越往赤道越热,越往两极就越寒冷。

另外,南北极地区的高压,也更容易导致热量的损失。在南北极,接收太阳辐射较少,温度较低,从而造成两极上空的大气密度较大,形成极地高压,下沉形成极地环流,也带走了部分热量,进一步造成两极的温度下降。

南极冷还是北极冷?

中国的北极科考站黄河站位于北纬79°,夏天拜访那儿的人可能发现,考察站周围的海湾积雪全融化了,大量苔原植物生长繁茂,甚至出现很多开花植物,北极绒鸭、北极燕鸥等海鸟活跃起来,呈现出一片鸟语花香的景象,让人怀疑是否真的到了北极!相比之下,南极由于海拔高,空气稀薄,再加上冰雪表面对太阳辐射的反射等,使得南极大陆成为世界上最为寒冷的地区,其平均气温比北极要低20℃。

那么,是什么原因导致南极比北极更冷呢?首先是地形的差异。南极为大海包围的陆地,总面积约1400万平方千米,其中约1372万平方千米被大陆冰盖覆盖,约占总面积的98%,而且这些冰盖的平均厚度可达近2000米,终年不化。北极地区则是陆地包围海洋,北冰洋面积约1310万平方千米,其中冰面积约为850万平方千米,仅为南极冰面积的60%左右,而且,北极地区的冰雪在夏季可以大量融化,导致夏季冰面积更小。

其次,南极海拔比北极高。由于高纬度地理位置,导致了在一年中漫长的极夜期间没有太阳光。同时,与太阳光线入射角有关,纬度越高,阳光的入射角越大,单位面积所吸收的太阳热能越少。南极位于地球上纬度最高的地区,太阳的入射角最小,阳光只能斜射到地表,而斜射的阳光热量又最低。南极的高海拔和相对稀薄的空气又使得热量不容易保存,所以南极异常寒冷。

第三,南极热量交换比北极少。由于南大洋有绕南极的西风环流和南大洋环流,南极无论是大气环流还是大洋环流均比较封闭,与中低纬度的热量交换较少,得不到热量的有效补充。相比较而言,北极地区与中低纬度的大气环流和大洋环流的交换则比较频繁,来自于中低纬度的热量可以通过环流向北极地区进行有效输送,这样就导致北极比南极温暖。(来源:科普中国-科学原理一点通)

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