一、南极洲
南极洲是南纬60°以南的大陆、陆缘冰和岛屿的总称。其中岛屿面积为7.6万平方千米,大陆面积为1 239.3万平方千米,陆缘冰面积为158.2万平方千米,总面积约为1 405.1万平方千米,约占世界陆地总面积9.4%。显然,南极大陆是南极洲的主体。
南极大陆是地球最南端凸起的一块大陆,也称为地球的底部,整个大陆直径约为4 500千米,它的海岸线大致呈圆形,但由于罗斯海(Ross Sea)和威德尔海(Weddell Sea)这两个深入南极大陆海湾的出现,使圆形受到破坏,呈S形弯曲的南极半岛延伸1 400千米。通常,在地质和地理上把南极洲分为东南极洲和西南极洲两部分,分别简称为东南极和西南极。其界限是根据格林尼治0°~180°子午线给定的,在东南极与西南极之间,贯穿着呈东南—西北走向的横贯南极山脉。(1)
南极大陆平均海拔高度为2 350米,是世界各大洲中平均海拔高度最高的大陆。南极大陆也是世界上最干燥的大陆,有“白色沙漠”之称,其年均降雪量为12厘米。在中央高原,年均降雪量只有5厘米,比撒哈拉沙漠稍微多一点。自中央高原向大陆边缘,年均降雪量逐渐增加。尽管如此,由于南极大陆属极寒之地,天降冰雪难以融化,因此南极大陆约98%的陆地表面常年被冰雪覆盖,冰层的平均厚度为2 000米,最厚达4 750米。冰雪总储量超过3 000万立方千米,占全球现代冰被面积的80%以上,是全球淡水总储量的72%。如果南极冰盖全部融化,全球平均海平面将升高60米,约2 200万平方千米的地球陆地面积将被海水吞没,一些沿海大城市如美国纽约、日本东京和我国上海、广州、天津等都将成为水城。
冰雪虽是固体物质,但由于日积月累,长时间受力,因此产生变形,从南极大陆中心顺着谷地向低处流动,形成许多大小不同的冰川伸向海洋。南极海岸多为岩石悬崖,冰川前沿崩裂入海,形成不计其数、形态各异、体积悬殊的冰山;冰川前沿在平缓的南极海岸入海时,会持续向海洋中延伸,浮在海面上,形成冰架。每当南极夏季来临,气温升高,从冰架的边缘分离出南极洲特有的平台冰山,其厚度可达200米以上,长度可达几百米到几十千米甚至数百千米,颇为壮观。
南极的雪原并不像积雪一样平坦,雪原的表层雪被风刮削后,会呈现剧烈的凹凸形状。风速愈大的地方,凹凸形状发育得愈快,向着主风向延伸,久而久之就会形成雪脊。通过雪脊的方向可以判断出该地风的主方向,因此在南极内陆行驶时,可把雪脊的方向描绘在地图上,从而描绘出风向的流线。描绘出的大陆风图像是以东南极海拔高度3 000米以上的地区为中心向沿岸方向吹。(2)
南极大陆最可怕的天气现象是风暴、暴风雪,其风速大,风力猛。南极素有“世界风极”之称。南极地面一般盛行东南风,离地面1 000米以上的高空吹西北风。在内陆地区,由于强烈的辐射冷却,近地层的冷空气大量堆积,在重力和气压梯度力的作用下,冷空气团就像无形的瀑布沿陡直的冰坡急速冲向沿岸地带,形成了南极下降风。(3)南极下降风有着突然刮起、突然中止、风速大、风向大体一致的特征。
1912年,道格拉斯·莫森率领的澳大利亚南极考察队在丹尼森海峡附近越冬,进行气象观测,测得该地的月平均风速最大为24.9米/秒,日平均风速最大为36米/秒,瞬时最大风速超过100米/秒,这也是人类有史以来测得的最大风速。法国南极考察队在1949年也对该地的气象状况进行调查,记录的月平均风速最大为29米/秒。两队的考察结果显示,该地是地球上风速最大的地区。(4)
由于南极洲处于高纬度地区,太阳向南运行轨迹最南至南回归线(南纬23°26′),南极大陆表面绝大部分常年被冰雪覆盖,太阳光能被冰雪面反射到空中而受很大损失,因此形成了南极亿万年极端寒冷的气候。南极洲年平均气温为-28℃左右,从沿海向内陆,气温逐渐降低,大陆内部年平均气温为-60~-40℃。1983年,在苏联南极内陆高原站——东方站,记录到-89.2℃,这是地球表面有史以来的最低气温。(5)
地球自转和公转轨道面之间的夹角为23°26′,地球上66°34′(即距南北极各23°26′)的纬线称为极圈(在北极的称为北极圈,在南极的称为南极圈)。在南极圈以内的地区,明显地分为冬、夏两个季节。冬季出现连续的黑夜,而夏季则出现连续的白昼,其连续黑夜及连续白昼时间的长短与极圈内的纬度高低相一致,在南极圈上,持续时间最短,各为一天,而在南极极点的持续时间最长,各为半年。