冰凍圈儲存地球淡水資源?75% 科學(xué)體系的建立及發(fā)展
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冰凍圈和冰凍圈科學(xué)
地球上的冰凍圈
冰凍圈（cryosphere），是指地球表層連續(xù)分布且具一定厚度的負(fù)溫圈層，圈內(nèi)的水體一般處于凍結(jié)狀態(tài)。在陸地表層，冰凍圈分布于地面及地面以下數(shù)十米至數(shù)百米，包括冰川（含冰蓋）、凍土（多年凍土和季節(jié)凍土）、積雪、河冰、湖冰等，屬于陸地冰凍圈。在海洋上，冰凍圈分布在水面上下數(shù)米至數(shù)百米，以及大陸架向下數(shù)百米范圍內(nèi)，如海冰、冰架、冰山和海底多年凍土等，屬于海洋冰凍圈。冰凍圈還存在于大氣圈?0℃?線高度以上的對流層和平流層內(nèi)，如雪花、冰晶等凍結(jié)狀水體，屬于大氣冰凍圈。水平方位上，地球高海拔和高緯度地區(qū)是冰凍圈發(fā)育的主要地帶（圖?1），在豎直方向上，冰凍圈覆蓋了從海底以下數(shù)百米到對流層中高層。
圖 1 陸地和海洋冰凍圈的全球分布示意圖
在上方北半球圖中，海冰覆蓋顯示的是北半球夏季海冰范圍最小時（ 2012 年 9 月 13 日）的狀態(tài)， 30 年平均海冰范圍（黃線）顯示的是年最小海冰南界（海冰密集度 15 % ） 1979 —2012 年的平均值，所以在下方南半球圖中顯示的分別是最大海冰覆蓋和年最大海冰北界的多年平均值；該圖為極射赤面投影，未能表現(xiàn)低緯度冰川和積雪的信息。
地球陸地冰凍圈覆蓋了全球陸地面積的?52%—55%。其中，山地冰川和南極冰蓋、格陵蘭冰蓋覆蓋了全球陸地面積的?10%；積雪覆蓋陸地范圍平均為?1.3%—30.6%，北半球多年平均最大積雪范圍可占北半球陸地表面的?49%；多年凍土區(qū)占全球陸地的?9%—12%，北半球季節(jié)凍土（含多年凍土活動層）為?33%。也有資料顯示，北半球季節(jié)凍土多年平均最大可占到北半球陸地面積的?56%?以上，極端寒冷年份高達(dá)?80%?以上。
冰凍圈儲存了地球淡水資源的?75%，其中冰川和冰蓋約占全球淡水資源的?70%。全球?5.3%—7.3%?的海洋表面被海冰和冰架覆蓋。北冰洋海冰最大范圍可達(dá)約?15×106?km2，夏季最小時約為?6×106?km2。南大洋海冰范圍于每年?9?月最大，約為?18×106?km2；2?月最小，約為?3×106?km2。南極冰蓋外緣的諸多冰架總面積約1.617×106?km2，占全球海洋面積的?0.45%；北極地區(qū)的格陵蘭冰蓋和某些島嶼上的冰帽邊緣也有冰架分布，但冰架體量遠(yuǎn)小于南極地區(qū)。全球海底多年凍土主要在北極地區(qū)，約占海洋面積的?0.8%。大氣圈內(nèi)的含水總量為?1.14×105?t，和陸地、海洋冰凍圈比，冰量最少、壽命很短。