为什么冬天海水不结冰,大海会结冰吗

为什么冬天海水不结冰,大海会结冰吗

海洋难于封冻
我国长江(大约北纬30度)以北的湖泊,冬天都有冰冻现象。但是,在北纬60度以南的大洋面上,几乎难于见到就地生成的海冰。海水结冰要比陆地上淡水结冰困难的多。
首先，海水含盐度很高，降低了海水的冰点。淡水结冰是在0度，含10‰盐度的水冰点为-0.5℃，而含35‰盐度的水冰点是-1.9℃。地球上各大洋海水平均盐度为34.48‰，因此，海水的冰点在-1.9℃左右。
再则，海水的最大密度不是在4℃，而是随盐度增加而降低。它的降低速度比冰点随盐度增加而降低的速度快。从下图可以看出，两条下降线相交于24.7‰盐度和-1.33℃的坐标上。因为海水平均盐度是34.48‰，远远超过24.7‰，所以海水达到冰点时，尚未达到海水的最大密度因而海水的对流混合作用并不停止，大大妨碍了海水的结冰。此外，海洋受洋流、波浪、风暴和潮汐影响很大，这些因素一方面加强了海水混合作用，一方面也使冰晶难以形成。
凡此种种，都不利于海冰的形成和发展。海洋难于封冻对世界气候大有好处，是气候比较温暖湿润，适于生物的发展。但海洋封冻情况在亚欧大陆东西两岸差别很大。欧洲西岸由于既受西风又受墨西哥暖流的影响，冬季海港不冻。亚洲东岸冬季受大陆季风控制，加上南下的鄂或次克海寒流和日本海寒流的影响，沿海封冻较强。就拿我国渤海之滨的塘沽港来说,所处纬度和葡萄牙首府里斯本相近，可是冬天还会封冻,有时需要靠破冰船来疏通航道,便利海轮进出。
海冰淡化
航海者都知道海冰有一种有益的特性,就是海冰所含的盐度比海水要低得多。海冰年代越老,冰中的盐分就越少。年代久远的海冰顶部几乎是淡水冰,能够融化饮用。为什么海冰会淡化呢?
冰是单矿岩,不能和它物共处。水在结晶过程中,会自动排除杂质,以保持其纯活。因此,海水冻结时产生的冰晶,是淡水冰。但是,结冰过程往往较快,会使一些盐分以“盐泡”的方式保存在冰晶之间,冰晶外璧也会粘附上一些盐分,所以海冰实际上不是淡水冰,还是有咸味的。海冰比海水的盐度显然小得多,大致在0.5‰到l5‰之间,一般为3-7‰左右。
冰晶间的盐泡不是静止不动的,它的浓度高而比重大,因重力而沿冰晶间隙下坠。因海冰顶部要比底部淡。另外，冰中如果存在温度梯度,会使盐泡向高温方向移动。有人作了一次实验,把含盐泡的海冰由上部加热,盐泡竟违反重力规则而向上迁移(图l4)。这由于海水结冰时,气温低于水温,因而盐泡向底部迁移。
留在冰块里的盐泡,在气温升高到融点时,往往互相沟通,使盐汁漏出于冰块之外,这时海冰表面百孔千疮。隔年海在夏季就因这个缘故排出盐分。经过若干年后，多年海冰顶部几乎变成淡水冰。我国西北某些地区干旱而且水质苦咸，那里的人们就创造了结冰法淡化苦咸水，他们在冬天把冰块搬进水窑和农田里，待春暖后再饮用和灌溉。据试验，原先含盐量8-25克/升的苦水经淡化后，含盐量降低到3-7克/升，除盐率达到了60-80%。
封海冰
南北极多年不化的海冰，叫作封海冰。封海冰与海岸相连，面积巨大。北极的封海冰，即使在夏季面积收缩时还有800多万平方公里，相当于大洋洲的面积。南极大陆周围也终年被封海冰封锁。
封海冰破碎后随洋流漂泊四方，南北极不少附冰科学站就以次为根据地研究探索极地的奥秘。航海史上，出现过某些海船被封海冰挟持漂流无法返回大陆的悲惨纪录。1912年由俄国彼得堡开出的海船“圣·安娜”号，在北冰洋上为封海冰所阻，随冰漂流将近两年，直到船只完全被冰毁坏。这场灾难只有两人获救。...余下全文>>