同样是地球的极地,为什么南极比北极冷得多?

2023-08-21 11:53:30 | 来源:魅力科学君

地球上有两个极地——南极和北极,尽管它们都是非常寒冷的地方,但相对来讲,南极却比北极冷得多,根据过去的测量数据,南极的年平均气温比北极低了20℃左右,而南极的最低气温更是可以达到零下94℃,与之相比,北极的最低气温则“只有”大约零下70℃。

那么问题就来了,同样是地球的极地,为什么南极比北极冷得多呢?这其实有多方面的原因,其中的一个原因就是,北极主要是一个覆盖在北冰洋表面的海冰区域,而南极所在的区域则是陆地,这就造成了南极的海拔比北极高得多,事实上,整个南极洲的平均海拔大约为2350米,是地球七大洲中海拔最高的一个洲。


【资料图】

正所谓“高处不胜寒”,从整体上来讲,在地球表面,海拔每升高1000米,平均气温就会下降℃左右,所以南极当然会比北极更冷。

另一方面来讲,由于海洋的比热容比陆地更高,也就是说,其单位质量改变单位温度时所吸收或放出的热量比陆地更多,这就意味着,北极所能“储存”的来自太阳的热量比南极更多,并因此而比南极更不容易降温,这无疑进一步拉大了北极和南极的温度差异。

第二个原因则是,海洋中的洋流还可以给北极地区“补充”热量。在风力、潮汐、地球自转、太阳辐射、水体密度和温度差异、海底地形和陆地分布等多种因素的影响下,地球海洋中的海水会大规模地定向流动,进而形成洋流,在这些洋流中,有一些会源源不断地将低纬度的热量带到北极附近区域。

比如说北大西洋暖流(North Atlantic Drift)就是这样一条洋流,它是墨西哥湾暖流的延续,沿着欧洲北部和斯堪的纳维亚半岛的海岸线向北流动,然后进入北极区域,进而为这里不断地“补充”热量。

然而南极却没有这种条件,因为有一条强大的洋流沿着自西向东的方向环绕着整个南极洲,这条洋流被称为南极绕极流(Antarctic Circumpolar Current),它是地球上最强劲的洋流,也是唯一一个连接大西洋、印度洋和太平洋的洋流。

科学家普遍认为,南极绕极流是西风带对海水施加了向东方向的风应力而形成的,由于没有陆地的阻挡,这条洋流就在南极周围形成一个连续而强劲环流系统。

由于南极绕极流属于寒流,因此在它的阻挡之下,来自低纬度的温暖海水就被阻隔在南极洲之外,如此一来,南极也就无法像北极那样从洋流中得到热量的“补充”了。

除此之外,南极之所以会比北极冷得多,还有一个原因是地球大气的影响。在地球的两极,那些原本在顺着平流层进行环流的空气在遇冷之后会出现下沉,当这些下沉的空气遇到地形的影响之后,它们就会停止之前的环流路径并开始旋转,进而形成一种大型涡旋系统,这也被称为极地涡旋。

极地涡旋包含了大量的寒冷空气,而它们则被一条纬度更低的强劲西风带包围着,这条西风带也被称为极锋急流,它可以认为是一条在平流层中运行的高速风带,进而分隔了低纬度的温暖空气和极地的寒冷空气,其范围会随着季节的变化而出现一定的改变,一般来讲,冬季平均位于南北纬40至60度,夏季则会移动到南北纬70度附近。

尽管南极和北极都有自己的极锋急流和极地旋涡,但是南极的则要比北极更强劲、更稳定,规模也更大,这主要是因为北极周围存在着多片陆地,而它们的地形会对气体的流动造成影响,而南极周围则没有。

所以南极的极锋急流就像是一个保护圈一样,将南极内部的寒冷空气隔离起来,不让它们与低纬度的温暖空气轻易混合,而北极的极锋急流则要弱一些,这就使得北极内部的寒冷空气就比南极更容易“泄露”,进而与低纬度的温暖空气混合起来。

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