第八讲南极和北极分析.ppt

北极地区和南极地区,一冰雪世界,在地球南北两端,有两个十分特殊的地区:北极地区和南极地区两极地区都是冰雪覆盖的寒冷世界,南极：位于地球最南端的南极地区，是指南纬66.5(南极圈)以南的广大区域,包括南极大陆及其沿海岛屿和陆缘冰以及周围的海洋.南极洲是地球上最南、纬度最高的大洲也是跨经度最多的大洲。北极：位于北半球最北端的北极地区,是指北纬66.5(北极圈)以北的广大区域,包括北冰洋的大部分,以及沿岸的亚、欧、北美三洲的陆地和岛屿；,南极地区,南极地区是世界上最寒冷的地区,即使在暖季(每年11月到次年3月)也非常严寒.南极地区素有“冰雪高原”之称，大部分地方覆盖着很厚的冰层，冰层平均厚度2000米。冰山是南极大陆附近海面显著的景观，它是南极大陆冰川下滑崩裂入海形成的。,南极洲气候具有酷寒、干燥、烈风的特点，有“寒极”和“风库”之称。南极洲气候一年中分暖季和寒季。,南极气候图,南极地区是世界上最寒冷的地区,即使在暖季(每年11月到次年3月)也非常严寒.南极地区素有“冰雪高原”之称，大部分地方覆盖着很厚的冰层，冰层平均厚度2000米。冰山是南极大陆附近海面显著的景观，它是南极大陆冰川下滑崩裂入海形成的。据统计，南极大陆周围海洋上的冰川大约有1万多立方千米，这是人类可以利用的巨大水库。,“白色沙漠”、“风库”,“白色沙漠”：大部分地区的年平均降水量为55毫米，降水量最少的地方不足5毫米；“风库”：年平均风速为1718米/秒，最大风速可达100米/秒。,极地动物,冰天雪地的两极地区,也有生命存在。严寒的气候条件使得那里的生物几乎都有特殊的生存本领。在南极地区：每到暖季，成群的企鹅聚集在南极大陆沿海一带，构成南极著名的自然景观。,皮尔里斯地图皮尔里斯地图是一张全球闻名的上古世界地图，是由16世纪奥斯曼-土耳其帝国海军上将、制图专家皮尔里斯绘制的。这张地图精确地显示了部分欧洲西海岸和非洲北部地形，中最值得关注的是图中描述的南部大陆是南极洲，使人们对南极洲大陆有了新的认识，但同时也产生了诸多争议。但依据图中所绘制的地形来说，南极洲标注得已相当清晰准确。20世纪，经专家鉴定这张地图中所绘制南极大陆与实际南极地形轮廓相符。这是16世纪一项颇具争议性的讨论主题，进而一些科学家对这张神秘而精确的世界地图产生了遐想和疑问：在远古时代是否存在一个高度文明社会?这种文明掌握着对世界海域的完全勘测探索。,南极谜题之：,南极上空的迷雾：时光倒流三十年！美国物理学家马瑞安麦克林告诉研究员们注意观察1月27日南极洲上空的那些不断旋转的灰白色的烟雾。最初，他们认为这些只是普通的沙暴。但是这些灰白色的烟雾并没有随着时间的进程而改变形状，也没有移动。研究人员决定认真研究这种现象。他们发射了一个气象气球，气球上装备了测定风速、温度和大气湿度的仪器。然而，一经发射，这个气球就急速地上升，很快就消失了。过了一会，研究人员利用拴在气球上的绳子收回了这个气球。但是，让他们感到震惊的是，这个气球的计时器显示的时间是1965年1月27日，正好提前了30年！在确认气球上的仪器没有损坏后，研究人员又进行了几次同样的试验。但是每次都表明时间倒退了，计时器显示的是过去的时间。这个现象被称作“时间之门”。研究人员向白宫做了汇报。现在，针对这些不同寻常的现象所作的研究仍在进行着。,南极谜题之：,南极不冻湖未解之谜在酷寒的南极存在着一个不冻湖，一些日本科学家在1960年实地考察了不冻湖，奇异的水温现象使他们感到惊讶，水温在三四米厚的冰层下是0左右，水温在1516米深的地方升到了7.7，到了66米以下，水温竟然跟温带地区海水的温度相当，达到了25。1981年苏联和美国派出由26人组成的南极考察队。他们按照人造卫星照片上显示不冻湖所处的位置寻找，可是并没有找到不冻湖。队员们只是在不冻湖水域附近发现无数气温较高的气泡。南极年平均温度仅-25，最低温度达到-90，所以又被称为“世界寒极”。在如此寒冷的冰天雪地中，为什么会有不冻湖呢？不冻湖为什么又会时隐时现呢？在科学界还没有一个很有说服力的答案。,南极谜题之：,其他谜题1人形冰雕南极洲西海岸接近印度洋之处发现了不少雕刻成各种动物如海豚、鱼、狮子的巨型冰山,在海上四处漂浮!“一些足有千万吨重的巨大冰雕；2绿色冰川可能存在3冰底城市可能不存在4外形人的印记？,南极谜题之：,我是南极的主人。我有流线型的躯体，你看我像不像身穿白衬衫、黑燕尾服的绅士？我经常站立，所以，前肢已经退化成游泳的鳍状肢。为了抵御严寒，我皮肤下有厚厚的脂肪保护层。,海豹,海象,磷虾,海鸥,北极地区,北极地区虽然不像南极那么寒冷，大部分地区也是终年冰封。1月份的平均气温介于-20-40OC之间,8月的平均气温也只有-8OC.北极地区的降水量普遍比南极地区高得多,一般降水量介于100250毫米之间.北极地区的风速远不及南极,北冰洋沿岸的平均风速仅为10米/秒.,北极熊,如果说企鹅是南极的象征，那么有资格代表北极世界的，当然是北极熊了。,“我是北极熊，住在寒冷的北极圈内，我的体长约3.4米，体重约300到700千克。我的皮毛防水，皮下脂肪又厚，所以特别不怕冷。我可喜欢吃海豹、海鱼啦”,为什么北极只有北极熊而南极只有企鹅北极有北极熊，南极有企鹅，但这样一个看似简单的问题却难倒了许多科学家，那就是，虽然北极和南极的气候和环境极为相似，但为什么北极只有北极熊没有企鹅，而南极却只有企鹅没有北极熊呢？一些科学家根据板块漂移理论推论，认为北极熊和企鹅原本生活在同一大陆，后来由于板块漂移，它们分属不同板块，越漂越远，直到现在一个北极，一个南极，遥遥相望。这种解释因为缺乏证据而不足以服众，而这个悬念一旦揭开，对生物演变、地球演变都将有不一般的意义。,谜题之,北极是由小行星撞击地球后形成的吗如果将地球的北半球或是南半球向东转动经度，你就会惊讶地发现，南极大陆与北冰洋的形状和面积都差不多，南极大陆刚好能够填入北冰洋。在相距如此遥远的地球两极，为什么会出现这种神奇的吻合？一位科学家曾提出一种大胆的解释：在地球演化过程中，曾有一颗小行星与地球发生碰撞，它从北极处撞击地球，并高速穿过地球中心，从南极穿出！这种说法多少有些狂想的成分，但上述现象的确是一个需要人们去破解的悬念。,谜题之,北极会不会像南极一样出现臭氧空洞作为全球环境恶化的标志之一，南极上空的臭氧空洞已成为世界关注的共同话题。但现在有科学家通过观测发现，北极上空的臭氧含量也正在以每年的速度减少，目前，在北极大气层的中心区已出现了一个臭氧含量较低的中心区。在北极的气候史上，这种臭氧含量的减少是正常现象还是反常现象？是什么原因导致这种减少？这个中心区会不会发展成为像南极一样的臭氧层空洞？由于北极相对于南极离人类主要居住地北半球更近，因而对人类生存环境的影响也更大，解开这些悬念现在已成为科学家和整个人类的当务之急。目前，科学家们正试图通过在北极冰盖下抽取远古时代的冰，以从中测量出一种酸根的含量，进而推算出北极在各个历史时期的臭氧含量。但这种方法是否能够准确反映出北极上空臭氧含量的历史变化，现在尚不得而知。,谜题之,北冰洋浮冰是怎样影响长江流域降雨量的北极表面主要由北冰洋组成，北冰洋上长年覆盖着一层最厚达多米的浮冰，随着季节的不同，这些浮冰的面积和厚度也在发生不断的变化。由于北极和南极是地球最主要的冷源，科学家们发现北极浮冰的变化与全球气候变化，尤其是降雨量的变化之间有着一种神秘的关系。我国的一项统计数据表明，如果冬季北极浮冰的面积和厚度较大，则我国长江流域在雨季的降雨量就大，其它国家的一些监测也同样反映了北极浮冰和降雨量之间的某种关系。但到底是什么机制使远在北极的浮冰对长江流域的降水量发生影响？目前人类对此知之甚少。,谜题之,北极的雾为什么是酸的去过北极的人都知道，在北极的浮冰上，北冰洋的海面上，经常笼罩着一层雾。这种雾浓度很大，能见度很差，人在雾中有时甚至连身边的同伴都看不清，而且还含有酸性物质，对人的眼睛有较强烈的刺激。北极又是冰又是海，湿度大，有雾不难理解，但为什么在北极这样一个几乎没有任何污染的纯洁之地会出现酸雾，这就让人非常难以理解。到底是北极本身具有形成酸雾的环境条件，还是由于北极离人类居住集中的北半球较近，导致人类生活废气在北极“汇总”而形成酸雾？人们对此莫衷一是。,谜题之,两极地区的人口,原来认为在北极地区长期居住的人口已接近300万，土著居民是因纽特人和拉普人，南极洲没有国家和定居人口。,因纽特人,最早生活在北极的人是谁人们原先认为，直到距今约万年前，才开始有人居住在北极地带。但挪威科学家最近在俄罗斯境内北极地区靠近北冰洋的一条河床上，发现了石制工具、马和驯鹿的骨头、雕刻过的猛犸象牙等。放射性碳测年法表明，这些物品约有万至万年的历史。新发现将该地区的人类活动史至少向前推了万年。但这些人到底是尼安德特人还是现代人的直系祖先？目前尚无充足证据判断这些居住在极北苦寒之地的人到底属于哪一群。,谜题之,二科学考察,人类与极地之间的关系已经从自然探索阶段进入了科学考察阶段。世界上许多国家对两极地区展开科学考察，每年有大批科学家赴极地考察。中国在南极洲也已经建有两个科学考察站。,中国南极长城站中国南极长城气象站（6913S，5858W,10m)）,建成于1985年2月，位于西南极的乔治王岛。目前在长城气象站除进行常规地面气象观测、地面辐射观测和高分辨极轨气象卫星资料接收及处理外，还制作为科考服务的站区天气预报。左图为夏季的中国南极长城气象站外貌。,右图：中国南极中山站（6922S,7622E，17.7m）建成于1989年2月，位于东南极的拉斯曼丘陵。目前在长城气象站除进行常规地面气象观测、地面辐射观测和高分辨极轨气象卫星资料接收及处理外，还制作为科考服务的站区天气预报。从1993年起，中山站用气科院提供的BREWER臭氧探测仪器进行了大气臭氧总量、二氧化硫、二氧化氮总量及紫外UVB观测。右图为夏季的中国南极中山气象台外貌。南极气象台站的业务维持由气科院承担，进行常规地面观测外，在南极考察站及临近地区还开展了有关近地面物理、大气化学、大气臭氧总量等科学考察。,中国南极中山站,为什么要对极地地区进行科学考察？,南极地区是一个自然资源的“大仓库”：1、底下埋藏有丰富的矿产；2、地上储存着大量的固体淡水资源3、沿岸栖息着无数的海洋生物；4、还有原始的自然环境，为科学家进行气象、冰川、地质、海洋、生物等学科的科学研究，提供了领域最为广阔的天然实验室。,南极科考,从20世纪20年代起，到南极进行科学考察的国家越来越多。很多国家先后派出科学考察船和科学家到南极考察，每年暖季在南极基地上活动的人数达2000多人。目前，已有18个国家在南极建立了140多个科学考察实验站。,北极科学考察,北极地区因其独特的自然条件和地理位置，与南极地区一样，在科学研究和考察方面占有重要地位。第二次世界大战以后，随着北极地区的石油、天然气、煤、铁等资源