
,将其反射掉80%,因失去的总热能大于吸收到的总热能,造成它极冷、强风与干燥
的天候特性。

南极的时令与台湾相反,春季:8、9、10月,夏季:11、12、1月,秋季:2、3、4月,
冬季:5、6、7月。11及l2月为南极大陆上每年短暂的期间,其冰帽表面吸收比释放更多
热能。夏季仅管短暂,但其较他处为长的日照却使气温提升不少,部份地区(尤其是原
冰封的海岸附近)之冰帽及海上浮冰会融化,因此不少「南极夏意」各种野生动
物重返、各种室外之科学研究以及南极旅游活动也开始上路,使南极地区因季节
性而开始热闹起来。但在每年3月入秋后,由于急剧减少的阳光,又恢复成极冷的
冬季,一切活动也快速的静寂下来

内陆地区比海岸地区冷,夏季时,南极大陆之平均气温,内陆地区约是-l5℃到-35℃,海岸
地区约是-5℃到+5℃,在干峡谷甚至+10℃。在冬季时,南极大陆之平均气温,内陆地区约
是-40℃到-70℃,海岸地区约是-15℃到-30℃。位于海拔2,835公尺,最高纬度之南极点却不
是气温最低的地方,其年平均气温是-50℃,夏季平均温度是-2l℃、冬季平均温度是-78℃,
它还曾有-16℃之最高温记录。位于南极地高原,3,488公尺海拔之俄国的东方研究站,年平
均气温为-57℃,其最新的最低温记录为在1997年冬季的-9l℃。近数十年来已成为世界登山者
所征服南极之最高峰-文生山,山顶气温为-240℃,是地球上最冷的温度记录,
其年平均气温为-129℃,夏日平均气温为-117.7℃,相对于圣母峰之-45℃。

南极大陆有2个极为令人害怕的特强强风,就是南极大风雪与南极下坡风。由于南极大陆极为
寒冷,其上空经常笼罩着低气压,「强风」是其天候特性中之另一个现象。通常风在离海岸数
公里的海上极明显地减缓,但在低气压来临时,却可轻易地出现时速180公里以上的强风,而
南极点却不是风最大的地方,其年平均风速只有每小时22.23公里。
在人们对冷的感觉反应中,风比低气温扮演着更重要之角色。因风会加速热量的流失而让人觉
得更冷,低温加上风的吹刮使人们对「冷」有加倍的感觉,尤其当风的时速在8到60公里之间
其影响最大,这便是「风冻效应(Wind-chill Effect),从风冻效应表可知,当气温为-30℃、风
速在每小时47公里时,相当于气温-60℃无风时之冷的感觉,而当气温为-80℃、风速在每小时
21公里时,其风冻效应即为-112.8℃。这说明了在寒冷之极地「刮风」,对人们有万不可轻视
的严重杀害力。因此,低温、强风与长夜使南极大陆的冬天特别严酷。
风冻效应表
|
风速
气温 |
8
公里/时 |
21 |
34 |
47 |
60 |
危险!裸露的肢体在一小时内结冻 |
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10℃ |
8.4 |
3.3 |
0.6 |
-0.6 |
-1.5 |
|
|
0℃ |
-2.3 |
9.6 |
-13.5 |
-15.2 |
-16.5 |
|
|
-10℃ |
-13 |
-22.5 |
-27.7 |
-29.8 |
-31.5 |
中度危险!裸露的肢体在一分钟内结冻 |
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-20℃ |
-23.7 |
-35.6 |
-41.8 |
-44.4 |
-46.5 |
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|
-30℃ |
-34.4 |
-48.3 |
-55.8 |
-60 |
-61.5 |
|
|
-40℃ |
-45 |
-61.2 |
-70 |
-73.6 |
-76.5 |
|
|
-50℃ |
-55.8 |
-74 |
-84 |
-88 |
-91.5 |
高度危险!裸露的肢体在半分钟内结冻 |
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-60℃ |
-66.5 |
-87 |
-98 |
-102.8 |
-106.5 |
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-70℃ |
-77.2 |
-99.8 |
-112.2 |
-117.4 |
-121.5 |
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-80℃ |
-88 |
-112.8 |
-126.3 |
-132 |
-136.5 |
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-90℃ |
-98.6 |
-125.7 |
-140.4 |
-146.6 |
-151.5 |
|
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极度危险!裸露的肢体在数秒钟内结冻 |
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是世界上最干燥的地方,与闻名的非洲之撒哈拉沙漠旗鼓相当,南极大陆是个极为干燥之
「寒冷的极地沙漠(Cold Polar Desert)」,每年只有相当于50公厘雨水之平均降雪量,在
内陆地区才约只有相当于10公厘雨水之平均降雪量。而在无冰地区如干峡谷,在过去2,000
万年来即为南极大陆上没有冰雪的地方,加上来自附近极地高原之极为干燥的强风,使其
更为干燥。沿海地区有稍多的降雪量,尤其在南极半岛之西部地区,其北端甚至有相当于
900公厘雨水之平均降雪量。
环绕南极大陆四周的海洋叫「南冰洋(Southern Ocean)或(Antarctic Ocean)」,它是世界
最有活动力的海洋。
探险家F.A.Worsley船长,曾叙述他在威斗海域,遭遇12.2到15.2公尺高的大浪,而海流时速
更达40公里。今日自纽西兰南下横越罗斯海的旅程,也常遭遇连续5~7天,船舶左右摇晃可
达50°之洗礼。西方的航海人对南冰洋一直流传着这样的一个描述:Roaring40、Furious 50、
Screaming60-意思是咆哮的40°S、狂暴的50°S与尖叫的60°S。南冰洋因其表面颜色较深,只反
射5%之阳光,使南冰洋及南极大陆沿海地带,比南极大陆之内陆地区「相对温暖」,但因受
南极大陆的冰帽及地球由西向东自转的影响,依然寒冷,且经常刮有强烈的西风,是很有名
的经常阴霾且有风暴的海洋。
南冰洋是个多暴风及世界最有活动力的海洋,它有世界最大的洋流而携带着世界最冷、密度
最高之海水,其对全球之洋流及气候型态,占有巨大的枢纽角色。
许多人对南冰洋之北界的看法虽有些分歧,但大都同意以「南极汇流圈」作为其与大西洋、
太平洋及印度洋之分界。
南冰洋可分为数个海域,威斗海、史考提亚海(scotia)、哈康国王七世海(King Haakon VII)
、得弗里山(Dumont d' Urville)、罗斯海、阿蒙生海(Amundsen)、白令豪山海及德瑞克海
峡(Drake Passage)。它们均因早期之探险活动而得名,其中史考提亚海(scotia)来自船只命
名,哈康国王七世海是取名于挪威国王之名,其它则来自探险家的名字而命名。位于南极半岛
与南美洲大陆间的「德瑞克海峡」,虽是南冰洋最狭窄的海域,其宽度也达到约1,100公里,由
于宽度缩小,使得原已强烈之洋流,变得更为强烈,船只航越该处极为艰险。
南冰洋的特色
1.它占全球海洋总面积的十分之一,其东西横向360°连续环绕覆盖着南半球之部份地表,不受任
何陆地阻隔而中断。
2.它有全球最冷及密度最高的海水,使得其中溶解较多的气体,而利于其海洋动物的呼吸与植物
的光合作用,因此,造就其成为具有极丰富的食物链底层之微生物的海洋。
3.与其北疆接壤的大西洋、太平洋及印度洋,有相当程度的洋流交融,包括其中之养分、热能、
氧气及二氧化碳之缓慢渐进的交换,使它在全球的生态、洋流及天候型态之变化机制中,占有重
要的枢纽地位。
4.它是个风高浪急,并常有风暴的海洋。
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来自南极大陆,四周冷且因冰山的融化所造成较不咸的强烈南洋流,会向北扩散流动,在强烈
的西风推送下,会使其折向东北方向,这便是「南极环流(Circumpolar Current)」。南极环流
是世界最大的洋流,它有世界最冷及密度最高的海水,且可深达相当之底层,其表层可达数百
公尺之平均流动速度可超过1节,是个极为强力的洋流。
向北流动的南极环流,约在47°到60°S之间,与来自北方之大西洋、太平洋及印度洋等,较咸的
暖洋流交汇,该交汇处,便在南半球之洋面形成,叫作「南极汇流圈」或「南极流锋(Polar Fr
ont)」。它是南北冷热表层海水的分界,夏天时,平均水温分别为7.8℃及3.9℃,冬天则为2.8
℃与l.1℃。这个分界,会因全球天候之变换而位置有所异动,自北向南航行的船只,会在通过
该界线时,察觉到水温的陡降。它亦是南极地区的生态界线,交汇后的南极环流因为较冷、密
度较大且较重,会在北方之暖流底部往下潜,甚至影响到离南极海岸2,000公里远的海洋,而自
然强烈左右着全球天候型态之变化。
因特殊的地理位置,使南极大陆有特殊之自然现象,除了有趣,也充满了科学知
识,尤其是南 极光与地磁移位。
极为斜射的阳光
由于位处于地球极偏远的南极点没睡,即使在夏日时节,阳光仍极为斜射地照射在南极大陆,
亦即从日初到日落太阳只在其北边水平线不高的天空掠过。
由于地球的自转轴心与黄道面(地球公转之轨道面)之倾斜角度,使得南半球每年12月21日
的「夏至」前后一段期间在「南极圈」以南地区,将24小时曝露在阳光照射之下,这即是
「永昼期」,它有日不落的「午夜阳光(Midnight Sun)」而蔚为奇观。
在南半球每年6月22日的「冬至」前后一段期间,在「南极圈」以南地区,将24小时完全远离
在阳光照射之下而造成「永夜期」。每年时序即依此周而复返。
在「南极圈」与「北极圈(Arctic Circle)」之间地区,「每天」都有日出与日落,亦即「每天」
各有日夜区分,没有永昼与永夜。
在「南极圈」之上,每年有l天-6月22日即是「冬至」也是「永夜日」,那天没有日出太阳不上
升过地平线;另每年有1天,12月22日即是「夏至」也是「永昼日」,太阳不落入地平线,那天
没有日落。
离南极圈愈南的地区,其在冬天时无阳光的日数及在夏天时每天有阳光的日数均愈多,意即其
永夜期及永昼期之日数依纬度逐渐增加。在南极点上,每年只有1次日出与日落,在每年的3月
22日太阳落入地平线以前会有数周的「落日期」按着是在北边的地平线天际有数周的「微光期」
,其后进入「永夜期」,而在9月22日太阳浮出地平线前后,再以相反的程序转为「永昼期」。
清新而透明度绝佳的空气,使南极大陆在好天气时有极佳的视线,这本易使人们的距离感缩减,
近地面较冷且密度较大的空气,与上层稍暖、密度较小的空气层,在低斜的阳光下,常易发生视
线的折射,便造成「海市蜃楼」的幻象。
雪震(Snow Quake)
当广阔的落雪累积在地面到某个厚度时,由于其渐增的重量加上低温结冻,使其底部原本稀松的
积雪,在一时之间塌陷,视其面积及积雪量之不等,可能造成巨大如雷的声响,这便是「雪震」。
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1989/90年之国际狗拉雪撬,横越南极大陆探险的日本人船津,形容大风雪像「如处在乒乓球内的感
觉」。「南极大风雪」系稍高温的强风夹杂着飘雪,它可能瞬时发生而连刮数日不止,当其强烈吹
刮时,会使能见度降低至1公尺之内,甚至让站立者看不到自己的脚,极易让人们谜失方向。
白蒙天(Whiteout)
南极大陆之雪白世界,会造成白化视觉错乱之「白蒙天」现象,它使人无法分辨物与物间的反差与
界限,亦会失去天空、地面与地平线之分界及三度空间的感觉。人们不能觉察出地表的高低起伏,
亦无法分辨远近、上下左右位置及深度,而知处在「五里雾」的「科幻白洞中」飞鸟,会在飞行中
失去立体定位感而撞到雪地,而飞行员亦可能因此而迷航。
陆上探险者,经常需沿途堆制「雪标(Snow cairn)」,使得在一片雪白无际的冰原中,易于因其斜
射的阳光投影而作标记或利于空中搜救。
南极下坡风是南极大陆最恶名昭彰的大自然现象,经常在某些固定之地区发生,想必与其位置及地
形有密切关系,这些地区便叫作「南极下坡风走廊(Katabatic Corridor)」,东南极大陆之联邦海湾
的丹尼森岬(Cape Denison)便是其知名者。「南极下坡风」是在夏季过后,由内陆寒冷、海拔较高的
极地高原上,密度较高且低温的空气,往海拔较低之沿海地区快速流动,并经重力加速的下山风,
因此又名「重力风(Gravity Wind)」。它时伴有奇特的自然景象,如它会突然发生,且可能持续数
分钟后突然终止然后又开始,或也可能连刮数天不停,它还可能伴随着回卷的云。1911/14年之澳洲
探险队在那里曾有过强风遭遇,时速145公里连续吹刮24个小时、时速172公里连续吹刮8个小时,整
个月中每小时的平均风速高达98公里,甚至阵风时速更高至320公里。高速而持续之南极下坡风,可
以在暴露的木头表面上留下刮痕,甚至铁器的表面,如生锈的铁链都会被抛光,而重物也会被吹走。
在南极大陆的夜晚,常会有摇曳或回旋的彩色光弧与光幕之「南极光」横越在天空,甚至直达天顶,
约在100公里以上的高空。成因是在太阳球体外围,每秒钟约有1000吨极高温的离子化微粒,会以每
秒达400公里左右的高速,向外扩散而形成所谓的「太阳风(Solar Wind)」,它会扩散而穿透地球外
围的大气磁力层(Magnetosphere),到达其「地磁南、北极点」为中心及附近约纬度20°左右上空之
大气层。这些粒子会撞击并激化大气分子,使其释放出可见光谱而形成「极光」,其出现之频率及
密度与太阳黑子数目,每11年之变化周期有密不可分的关系,它会严重地影响通讯。而出现在南极
地区的便称为「南极光」,在北极地区的便称为「北极光」。其出现、移动与消失极为迅速,可说
是昙花一现,其光弧与光幕的形状也因此变化多端,主要系由绿、粉红、淡紫、柠檬黄与橘黄等颜
色组成。极光之移动迅速且不够明亮,使感光底片难以完整地描述其美丽与色彩。
这是个复杂的地磁学现象,整个地球是个「磁球」,在其南北两端之「地磁南、北极点」,有「主
地磁束」的星球体,整个南北半球表面也均有「次地磁束」之出入。地球内部除最中心部份为固态
外,它由绝大部份液态且极高温的矿物核心所组成,而无法被磁化成具有「强度固定的永久地磁」
。它们除了均是动态之外,又均以不同的步调在活动着,使得合成后之地球的「主地磁场」亦产生
动态变化。另地球外部地壳原即厚度有别,加上其中较低温、会被永久磁化的矿物结构又各处不同
,因而导致地球表面各处「次地磁场」强弱的不同。由「主、次地磁场」合成之后,便在地球南北
两极出现分别取代原「地磁南、北极点」,而具有地磁束最密、地磁场最强,并且会动态移位的南
、北地磁点「南磁点」与「北磁点(North Magnetic Pole)」。它们分别为吸引指南针与指北针之点
,且每年会移位约10至15公里,周期约是960年。另一个来自随时在变化的太阳风之复杂影响,使得
南磁点的地磁强度及位置每天、甚至每分每秒都有小幅度的动态变化。
南磁点之位置
|
年份 |
位置 |
|
|
1909 |
72°24’S |
155°18’E |
|
1986 |
65°42.5’S |
138°48.1’E |
|
1990 |
64°8S |
138°8’E |
|
1993 |
64°20’S |
139°10’E |
|
1996 |
65°S |
139°E |
指南针之指向错
由于吸引指南针的南磁点,并不位于正南位置之南极点上,除了位处在南极点与北极点间的经线
(南北方向线)上,使指南针的南指向正好与该南北方向线重迭而无误差外,在这以外之任何位置
,指南针与其所在的南北方向线(各经线)间便会有一个夹角「磁偏角(Declination)」,这就是
指向误差。而在无误差的情况之下,其「磁偏角」为0°。当指南针与南磁点正好处在相同的纬度时
,其指向便与纬线(东西方向线)重迭而有90°(也于南磁点之东时)及270°(位于南磁点之西时)
的磁偏角,亦即其所显示的「南指向」,其实分别为「西向」及「东向」。当指南针位处南磁点与
南极点间之经线上时,「磁偏角」将变成180°,其显示的「南指向」,其实是「北向」。当指南针
之位置正好在南磁点时,它则会向下指。
南极大陆之广大的冰帽是一个「全球热能的调节器」,南极大陆有99.6%的地表被冰帽所覆盖
,其广大的冰帽像个超级冷冻库,它是全球极强大的低气压及强烈西风之发展中心,其与赤道
地区间之巨大温差,自然造成两者间极大的热能流动,又其造就之巨大消长的南冰洋浮冰,亦
在大气与海洋之间的热能交换上,扮演极重要的角色,共同左右整个南半球及全球之天候型态。
当南极纵贯山脉在4,500万年前形成时,伴随冰河的发生而在其附近先形成小冰帽,然后扩散
积累在整个南极大陆上,而使得约在1,500万年前,形成了长期极冷不融的「万年雪(Firn)」
之大冰帽。
现今南极大陆表面有99.6%破冰帽所覆盖,面积约在1,360万6,300平方公里,它约占有全球之
积冰总储量的90%,其平均厚度约为2,700公尺,使得南极大陆成为全球海拔最高的陆地(平
均海拔2,300公尺),为其它陆地的3倍以上。其中东南极大陆蓄积有约8倍于西南极大陆的积
冰,造成它有平均海拔为3,100公尺之巨大的「南极高原」,其最高点为3,910公尺Gambertsev高
地。冰帽厚度范围约为2,400至4,700公尺,最厚处位于约在69°S,135°E处的阿得里领地(Adelic
Land),厚度为4,776公尺,而俄罗斯之东方研究基地厚度约为3,700,南极点附近厚度约为2,743
公尺,海岸地区则较薄。深厚而重的积冰使得其下的南极大陆下沉,如将它移去,东南极大陆
约可上升1,000公尺,而西南极大陆约可上升500公尺,全球之海水位也将上升约65到70公尺。
在无人类活动之下,南极大陆上之冰帽,在长年的积雪过程中,夹杂有完整之历代的各种落尘
,包括植物花粉、火山灰及尘埃和空气泡等,是适合作生物学及「全球环境变迁(Global Change
)」之环境科学研究,包括火山活动、天候变迁、温室效应,及空气污染等,极为珍贵的「科
学档案数据库」。
南极大陆上的积雪,经持续的强风吹刮,再经低温冰冻,会形成高低起伏、坚硬、滑溜,且波
浪高度可达1.8公尺左右而极为难行的结冰表面,这便是
「冰浪(Sastrugi)」
南极大陆的水
虽然南极大陆的冰帽蕴藏着全球淡水储量的70%,但那里却是液态水极为缺乏的地方。但在无
冰地区却有淡水或咸水的水塘或湖泊,咸水湖如干峡谷之有名的泛达(Vanda)湖,淡水湖则有
世界上最新鲜的淡水。湖面受低温结冻成的冰,除可让日光穿透,而很巧妙地扮演着如阳光暖
屋之玻璃的角色,并能隔绝热散,使底下之湖水不但不结冻,甚至还会蓄积热量,可能达到35℃
。咸水湖的水中盐份,可高达一般海水的18倍以上,使冰点降为-18℃到-55℃,而在冰下更不易
结冻。在短暂的夏季时节,由于该地区之较深色的地表,能吸收较多阳光热能,因此会造就短暂
出现的溪流,可能只约有50公里左右,然后汇入湖泊。来自冰帽底下的南极大陆岩层之地热,会
使与其接壤的冰帽融化而形成「冰下湖泊」,已知总数约有79个,其中最大的1个为「东方湖(
L.Vostok)」,它在俄国之东方研究基地所在的冰帽底下约4,000公尺,其长宽及深度约是224公里
×48公里×484公尺。
南极大陆为有最多冰河的陆地,当积冰自高处向低处流动便成为冰河。绝大多数冰河长达数公里
到数百公里、宽度可达数十公里,而流动的速度每天可达1到2公尺。它们流到冰棚或直接汇入
海洋成为冰山的源头。其中位于南极纵贯山脉-4,255公尺高的凯波兰山(Kaplan),与4,528公尺
高的科克帕特里克山(Kirk-Patrick)之间的皮尔得摩(Beardmore)冰河,长200公里、宽23公里,每
天流动速度约是1公尺。流动速度最快的是位于毛德女皇领地(Queen Maud Land)之白濑冰河(S
hirase),每年约是2公里。世界最大的冰河,兰柏特冰河(Lambert),长约有400公里、宽40公
里,南极大陆上约有8%的积冰,即经由其入海。
南极大陆的冰河,有的可能潜藏在冰帽下,另有少数的冰河,因冰融化及被风耗损殆尽,而在半
途消失匿迹,在「无冰地区」便是如此。有的冰河被山挡住,在那里常可发现被夹带下来的陨石。
冰棚(Ice Shelf)
经冰河往海洋流下来之大量的冰,会在其出海口积累成厚且广大的浮冰,它会与其附近海岸连成
一起,并继续向外海流动,而动态地保持着终年不融的相当面积,这就是「冰棚」。
南极大陆约有1/3的海岸为冰棚,其中最大的是罗斯冰棚(Ross),位于西南极,面积约为52万平
方公里,与法国相当。是由来自极地高原上的积冰,经南极纵贯山脉之3条主要大冰河,向较低
处之罗斯海汇流而成。其厚度在内陆约1,000公尺,临海端约100公尺,形成耸立挺直平均为60公
尺的海岸线,由于其比早年之帆船桅杆还高,而被称为「大冰障(Great Ice Barrier)」,该冰棚
之每年流动速度约为1,100至2,800公尺。
在东南极有二个较大的冰棚,侬尼冰棚(Ronne)及紧邻之菲尔克那冰棚(Filchner),两个合起
来的面积与罗斯冰棚相近,约有47万平方公里,其内陆及临海端之厚度分别约为2,000与203公尺
。另最大的兰柏特冰河出海口则有阿美丽冰棚(Amery)。
陆上交通的最大障碍是冰缝,冰融化或流动时,会使其结构发生折皱,而在冰河与冰棚上形成
深度可达50公尺以上,宽度在20公分到20公尺左右的「冰缝(Ice Crevasse)」,往往极为狭窄,
且表面又常被薄薄一层的「雪桥(Snow Bridge)」所覆盖,一旦掉入常难以脱身。
冰山(Iceberg)
向外海流动的冰棚,最终因洋流、潮水或波浪的冲击,使其临海端渐次裂解而形成「冰山」,
漂流入海。通常某漏出海面的部份,占整个体积的20%左右,水面及水下高度分别可达约60及
300公尺。大冰山的顶部长度可达数百公尺长,在1987年10月及最近在1995年初,分别曾发现
有顶部长宽达l55公里×35公里及110公里×37公里者。冰山顶部形状有平顶、圆顶及金字塔形。
每年冰山形成的量与全南极大陆之积雪量接近或稍多。经使用人造卫星之锁定追踪发现,冰山
之寿命可漂流长达约4年、离岸远达1,000公里,然后融化消失。每年形成之冰山的淡水含量,
相当于人类半年至1年之用水量。冰棚的裂解,会将其自上游夹带下来难得的「南极岩块」,
泄入邻近海域,而其所造成的冰山,也在漂流融解后,将夹带的岩块沉积在各处之南冰洋海底
,它们是研究南极地质很好的素材。