海冰

海冰、冷冻海水在北冰洋和它的相邻远至中国和日本的南部海域南大洋及其周边海域南极洲．大多数海洋冰发生在浮冰它具有很强的流动性，在风和洋流的影响下在海洋表面漂移，在潮汐、波浪和海浪的影响下垂直移动。也有陆地坚冰，或坚冰是不移动的，因为它要么直接附着在海岸或海底，要么被锁在地面之间冰山．坚冰在某处生长冻结指海水或浮冰附着在海岸、海底或冰山上。坚冰会随着潮汐，海浪的变化而上下移动膨胀，冰块可能会脱落，成为浮冰的一部分。第三种类型的海冰被称为海洋冰，在远低于海洋表面的底部形成冰架在南极洲。偶尔可以在冰架崩解的冰山中看到，海洋冰由于冰中的有机物而呈现绿色。

海冰变大季节性在秋天和冬天，随着海洋冻结和冰盖的扩张，范围会发生变化，随后在春天和夏天会有一段时间的融化和退缩。北半球海冰范围通常从9月份的约800万平方公里到3月份的约1500万平方公里不等。(一平方公里约等于0.4平方英里。)南半球海冰范围从2月份的约400万平方公里到9月份的约2000万平方公里不等。在卫星时代，北极最小海冰范围测量中有14次发生在2006年至2020年之间。2012年9月，北半球最小海冰范围下降到大约341万平方公里，比同期平均海冰覆盖面积低50%以上。这是自1979年开始记录以来的最低最低水平。2015年3月，北半球最大海冰面积降至约1450万平方公里，为有记录以来的最低水平。在全球范围内，最小和最大海冰面积分别约为1000万平方公里和2800万平方公里。常规使用数据从轨道卫星仪器获得的最小和最大海冰范围数字每年和每十年都有所不同。这些数字是理解极地和全球的重要因素气候变化与变化．

海冰的形成和特征

不超过一个冬天的海冰被称为第一年冰。能在一个或多个夏天存活下来的海冰被称为多年冰。大多数南极海冰是第一年的浮冰。多年冰在北极很常见，在那里大部分以浮冰的形式出现北冰洋．

浮冰是由许多被称为蛋糕的独立冰块组成的，如果它们的直径小于20米(约66英尺)浮冰它们有小的(直径20-100米[约66-330英尺])也有大的(直径超过10公里[约6英里])。当冰漂移时，它经常会破裂并裂开水出现在骨折内领导．线索是典型的线性特征广泛的在一年中的任何时候，浮冰都延伸数百公里，宽度从几米到数百米不等。在冬天，铅很快结冰。无论是新冰还是年轻冰，当它们被压在更厚的浮冰之间时，通常都是通过漂流和脊压来机械增厚的。一个压力脊由水线上方的帆和下方的龙骨组成。在北极，大多数龙骨深10-25米(约33-80英尺)，通常是帆高的四倍。龙骨宽度通常是帆宽的2-3倍。南极压力脊比北极压力脊更小。虽然它们只占两极地区总冰面积的25%左右，但总冰质量的大约40 - 60%包含在压力脊内。

生长在海洋表面的冰晶通常会迅速分解成更小的碎片，形成汤汁悬架被称为冰针或者给冰涂油。在平静的条件下，这些晶体冻结在一起，形成一层连续的新冰，称为nilas。它有10厘米(约4英寸)厚，看起来是深灰色的。随着冰盖在底部结冰而变厚，它变成了灰色到灰白色的年轻冰，厚度可达30厘米(约1英尺)。如果新的和年轻的冰没有变形成木筏或山脊，它们将继续通过底部冻结过程生长冻结。凝结冰，由于冰晶向下生长到水中而具有独特的柱状晶体结构，在北极浮冰和固结冰中非常常见。

在更湍流的条件下，当水受到风和波浪的干扰时，破碎的晶体聚集成圆盘，称为煎饼。当它们从几厘米长到几米宽时，它们巩固通过层层叠加，机械增厚。煎饼冻在一起形成蛋糕和浮冰，其中含有大量颗粒状的冰。“薄饼循环”虽然发生在两个半球，但在南极洲尤其重要，它解释了秋季和冬季冰盖迅速扩张的原因。因此，南极浮冰通常比北极浮冰含有更多的颗粒冰和更少的柱状冰。

疲惫，油脂和煎饼冰的形成也发生在冰穴．冰碛是在通常被海冰覆盖的地区保持部分或完全无冰的周期性特征。它们在南极洲特别常见下吹的风吹掉大陆迫使海岸的冰远离海岸，使海洋表面无冰，并开放给进一步的冰生长。冰的形成和去除几乎可以连续在海边的多尼亚斯。因此，它们有时被称为“冰厂”。

南极浮冰也含有大量的颗粒冰，因为重量雪往往足以压低下面的冰面海平面海水浸湿了雪的底部，形成了雪泥。当雪泥结冰时，在浮冰顶部附近会增加一层粒状雪冰。

血小板冰可能是除了海洋冰之外最奇特的海冰形式。在南极洲，寒冷、盐度相对较低的海水从地下流出冰架在美国，小块冰既生长在水柱中，也生长在海洋表面的海冰底部。虽然血小板冰已经被发现冻结成浮冰，但它最常见的是在坚冰中，如在麦克默多海峡．在北极，血小板冰主要生长在低盐度的水池中。这些水池在夏季的几个月里由融水在浮冰的底部形成径流．

冰盐度温度和生态相互作用

当海水结冰并形成冰，液体盐水空气被困在纯冰晶的基质中。固体盐晶体随后在冰内的盐水中析出。卤水体积和化学作文的固体盐与温度有关。

液态海水的平均盐度为千分之35。像尼拉斯这样的新冰具有最高的平均盐度(12 - 15ppm);随着冰在冬季变厚，整个冰厚度的平均盐度随着冰中盐水的流失而降低。盐水流失发生在依赖温度的盐水口袋迁移，盐水排出，最重要的是通过细胞和通道网络的重力排水。在冬季结束时，北极第一年冰的平均盐度为4-6‰。南极第一年的冰含盐量更高，可能是因为冰的生长速度比北极更快，颗粒状冰捕获了更多的盐水。

夏季，随着冰温和渗透率的增加，盐水重力排水增加。在北极，夏季重力排水是增强通过冲洗，如冰雪融水渗透掉进冰里。因此，经过几个夏天，表面的冰完全脱盐，北极多年冰的平均盐度下降到3-4‰。南极多年冰的含盐量更高，因为雪很少在冰面上完全融化，盐水冲刷也不常见。而不是渗透融雪水进入冰层后，重新冻结在冰面上，形成一层坚硬的玻璃状冰。相比之下，尽管海洋冰是由海水中的血小板形成的，但它含有很少或不含盐。其原因尚不清楚，但可能的解释包括冰晶的致密化或在“糊状”晶体层内通过对流脱盐。

由于海冰具有多孔性和渗透性，其中的盐水含有营养物质，海冰通常含有丰富而复杂的营养物质生态系统．病毒、细菌、藻类真菌和原生动物栖息在海冰上，利用盐度、温度和光照水平的差异。藻类可能是最明显的表现对海冰生态系统的影响，因为它们被着色，使冰变暗。在南极海冰的顶部、底部和内部都发现了藻类;然而，它们主要是在北极海冰的底部发现的，在那里它们可以以数米长的链状出现。海冰藻类是重要的浓缩食物来源磷虾和其他浮游动物．富含藻类的海冰融化对播种也很重要浮游植物在以前被冰覆盖的海洋中开花。

浮冰漂移和厚度

北极海冰的大规模漂移北冰洋是由波弗特环流(一种在大西洋表层水域中顺时针流动的大致圆形的洋流波弗特海在西部或北美北极)和跨极漂移(流入海洋的主要电流大西洋来自东部或欧亚北极)。波弗特环流的顺时针旋转和跨极漂移的运动，是大尺度的结果大气环流，由北冰洋西部的高压中心主导。这种模式不是恒定的，而是每十年左右在强度和位置上都有所变化，因为高压中心减弱并向阿拉斯加和加拿大北极靠近。这种高压中心十年一次的变化被称为北极振荡。

穿越极地漂移从北冰洋向南输出大量的冰弗拉姆海峡和沿格陵兰岛东海岸进入北大西洋。冰的漂移速度，由放置在冰上的浮标确定，在弗拉姆海峡平均每天10-15公里(约6-9英里)。冰可以在博福特环流中漂移长达七年之久，其速度从中心为零到边缘平均每天漂移4-5公里(约2.5-3英里)不等。博福特环流和跨极地漂移一起强烈影响北冰洋冰层厚度分布，这在很大程度上是由海底声纳测量确定的冰草案。冰吃水是测量水线以下冰层厚度的一种方法，通常可以作为一种封闭方法代理求总冰厚。平均吃水从欧亚海岸附近的约1米(约3英尺)增加到北格陵兰岛和加拿大北极岛屿沿岸的6-8米(约20-26英尺)，那里的冰很厚。

在南极洲，大规模的海洋环流主要由沿海岸的西风运动和更远的近海的西风漂移(也称为西风漂移)中的东风运动所主导南极绕极流)．向西流的平均漂移速度为每天20公里(约12英里)，向东流的平均漂移速度为每天15公里(约9英里)。在倾斜风将冰吹离海岸并形成冰礁的地方，局部海冰的运动大致与海岸垂直。有环流罗斯海而且威德尔海向西移动的冰向北偏转，与向东移动的冰在离岸更远的地方相遇。与北冰洋的博福特环流不同，这些环流似乎不使冰再循环。在浮冰上钻取的冰厚数据、船上观测者的目测数据和一些系泊声纳显示，南极海冰比北极海冰薄。通常情况下，南极的第一年冰不到1米(约3英尺)厚，而多年冰不到2米(约6.5英尺)厚。

与海洋，大气,气候

海冰的增长和衰减通过与大气和海洋的相互作用影响局部、区域和全球气候。尽管冰雪覆盖的海冰是一种有效的绝缘体，可以限制从相对温暖的海洋向较冷的大气的热量损失，但在冬季的几个月里，从铅和冰脊到海洋和大气的湍流热和质量传递是显著的。这些损失是体现作为霜烟雾来自水面的蒸发和凝结，它们影响了数百米以上和数百公里下游的大气过程。铅柱和冰柱中生长的冰排斥的盐水驱动了海洋的深层混合。被丢弃的盐水还会增加被排入水中的盐浓度，从而影响全球海洋循环和通风过程。新冰和年轻冰转化为压力脊形成了粗糙的顶部和底部表面增强动量从大气到海洋的转移。冰面上的山脊就像风帆一样迎风而行。随后浮冰的运动通过冰下面的龙骨将能量传递给下面的水。

雪和冰的量减少太阳辐射可用于生活在冰和水中的生物。可利用能量的减少影响并经常降低植物、动物和微生物的生产力。雪有一种快感反照率(它将相当一部分太阳短波辐射反射回大气层)，因此地表温度保持较低。在北极，夏季随着积雪完全融化，地表反照率下降，冰表面形成融水池塘，吸收了更大份额的入射短波辐射，整体冰浓度(冰面积与开放水域面积的比率)下降。融水池塘和开阔海洋吸收短波辐射的增加加速熔炼过程进一步降低了表面反照率。这种冰反照率正反馈在海冰与气候的相互作用中起着关键作用。

最近海冰变化的新影响

潜艇声纳1958年以来获得的数据显示，20世纪90年代北冰洋的平均冰吃水减少了1米多(约3英尺)，冰体积比1958 - 1976年期间减少了40%。最大的冰流减少发生在北极中部和东部。遥感还显示，自1978年以来，北极海冰范围以每10年3%的速度减少，尤其是在20世纪80年代末。这包括北极东部，那里的冰浓度和冰雪覆盖季节的持续时间也都减少了。计算机模拟表明，这一地区海冰的变化是由于大气环流的变化，从而产生了冰动力学，而不是更高的气温。然而，目前还不清楚这些变化是否是由于自然变异造成的。，the Arctic Oscillation—or whether they represent a regime shift that will persist and perhaps become even more severe in the future.

因为气候变化的计算机模型预测的后果全球变暖将更早地出现，在极地地区，尤其是北极，监测和了解海冰的行为非常重要。北极海冰面积的持续减少可能会产生严重的生态影响。西方可能已经出现了这样的事件哈德逊湾在加拿大，北极熊的身体状况和繁殖成功率都出现了显著的下降持续时间在20世纪80年代和90年代，海冰覆盖范围有所减少。另一方面，海冰的减少可能有利于石油和矿产的勘探、生产、运输以及北海航线的航行。东北通道)，是连接大西洋和太平洋的北岸航道欧洲而且俄罗斯，以及西北通道这是一条沿着加拿大北部海岸的类似路线北美．

捕鲸记录表明南极20世纪50年代中期至70年代初，海冰范围减少了约25%冰芯样本显示，自1950年以来，海冰范围减少了20%。从那时起，遥感数据表明，在20世纪80年代和90年代，南极海冰范围的增加与北极海冰范围的减少平行。然而，南极海冰范围的增加并不均匀分布。西侧海冰面积减少南极半岛的轻微下降与阿德利企鹅数字和帽带的显著上升企鹅人口。有人推测，如果这一地区的冰面积继续减少，磷虾的数量将大幅减少，因为它们失去了冰下的栖息地，并面临来自来自北极的日益激烈的竞争樽海鞘．