我是上海交大海洋学院副研究员张瑞峰，极地科考中我看到怎样的海洋，问吧！

探索2021-06-15

张瑞峰

海洋近地球表面积的3/4，产生了地球上至少50％的氧气。人类以及地球上所有其他生物的生命都依…

共31个提问，18个回复进行中...

澎湃网友aAreEz：

12021-06-22

老师您好！最近看到一些报道称我们所在的地球正处于小冰期的晚期，按照地球发展的规律，地球表面将无可避免的开始升温，请问如何判断现在的气候变化是人类活动造成的还是地球自身变化造成的？

张瑞峰：

2021-06-28

1

对，您说的没错。引起全球变暖的因素有很多，地球的自转倾角，公转偏心率与黄道的夹角等天体特征，太阳的节律变化等都会影响气候变化。然而，工业革命以来人类活动把埋藏的碳释放到大气的量是巨大的，这样导致的温室效应毋容置疑。已经有科学家通过各种模型估算了人类活动对全球变暖的贡献，有兴趣的话可以关注一下。保护地球，人人有责！

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砂渍：

12021-06-11

未来有可能成为人类居住地吗？

张瑞峰：

2021-06-21

20

这个问题首先我们要确定如何定义极地的范围。如果我们把极地定义为极地圈（即大于南北纬66°34’的纬度）以内的话，那么现在极地已经有人居住了。如果你打开地图看看，许多北欧和北美洲的国家在北极圈内的区域都有人居住了。如果这个问题放在南极，现在南极并未划分国界，是属于人类共有的财产。不过许多国家已经在这里建立的考察站，例如我国的中山站、泰山站和昆仑站，我国最早的南极科考站——长城站虽然位于南极半岛，但其实她的位置还尚未进入南极圈哦。我们国家的昆仑站就在南极海拔最高的位置，长城站和中山站也终年有我国的科学家和工程师们值守着。现在一些国家，例如阿根廷等已经在南极地区开始有常住居民了，甚至还开设有医院、学校等。
关于未来，我们不希望全球变暖继续下去，这样可以保证极地地区的寒冷，冰川、冰山和冰盖都继续存在，这样海平面不会上升，人类不需要去居住在极地这样寒冷的地区。但我想随着人类科学技术的进步，极地肯定可以有更多的人类可以居住。极地的环境和全球的气候还需要我们共同的关注和保护。

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两只乌龟跑得快：

22021-06-11

海拔高度这个高度是怎么规定的？海平面上升后或者海水规律的潮汐怎么处理的？

张瑞峰：

2021-06-21

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以下回答来自我所在的上海交通大学海洋学院物理海洋学方向张召儒老师的回答：
海拔高度是指相对于平均海平面的垂直距离，后者通过对海平面数据进行多年平均获得，在此过程中就滤掉了潮汐（以日或半日为周期）等高频变化信号。在过去的100年间，海平面平均升高了16厘米，这个对于几十到几千米的海拔高度来讲，影响并不算大，但准确的海拔数据会根据平均海平面的变化而更新。海平面上升与海洋热膨胀、极地和陆地冰川融化等因素都有关系。海平面升高会导致海水入侵和陆地生物栖息地的丧失，对我们的生存环境带来威胁。

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小兔兔：

12021-06-09

请问您，极地的海洋表面是否十分平静？

张瑞峰：

2021-06-21

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我们的古人是非常有智慧的，俗话说：“无风不起浪”是非常有科学依据的。海浪分布的大趋势主要受到海表平均风场的控制，一些短时间尺度的台风或飓风也会影响海浪。在极地海洋首先并不存在于地球主要的风场区域，其次极地海表可能存在的海冰也会对海浪的形成起到抑制性的作用。因此，参加的雪龙号南极科考航次，海洋的表面是非常平静的。但极地海洋　局部地区，例如近岸的下降　风，潮汐都会导致极地海表的起伏。

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POP#：

12021-06-13

海沟是怎么形成的

张瑞峰：

2021-06-21

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以下回答来自我所在的上海交通大学海洋学院的海洋地质方向李顺老师的回答：
海沟是大洋板块的俯冲边界，海沟的形成机制也就是大洋板块的初始俯冲机制，分解为两个部分：其一，初始俯冲的位置，一般位于构造薄弱处，比如大洋中脊及两侧拆离断层、大洋转换断层、被动大陆边缘等；其二，初始俯冲的动力，分为自发式俯冲和诱发式俯冲，前者是由两侧板块密度差引发的，比如被动大陆边缘两侧洋壳和陆壳密度差异很大，后者是由外力驱动的，比如大洋中脊处两侧受力不均导致俯冲。

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两只乌龟跑得快：

12021-06-11

您好，请问您为什么去极地科考呢？那里环境恶劣，而且那么远，对于平常人有什么影响呢？

张瑞峰：

2021-06-21

7

到极地科考是每个科研工作者的梦想，当然这也是我的梦想。能够参加极地科考，我想我是众多有这样梦想人中的幸运儿。首先，极地研究非常重要，如果极地的冰都融化的话，我们的海平面可以上升约70米，这将对我们人类有非常大的影响。其次，极地的冰冻环境为我们研究一些极端环境下的生命过程，我们的工具在极冷的条件下是否能够正常工作等等提供了非常好的研究场所。
极地环境确实非常恶劣，你不得不坐转好几次飞机或者坐几个月的科考船才能到达极地开展研究。我不是一个医务工作者，所以我不大能准确回答您提到的“对平常人有什么影响“的问题。但作为一个平常人，我想可以从几个亲身感受回答一些您提到的问题吧：1）极地确实很冷，但不同的地区不一样。例如我去过的斯瓦尔巴，在夏天的极个别的时候最高温度可以到20℃以上。2）在北极圈的夏天和南极圈的北半球冬天，如果你想睡个好觉，需要一个很好的窗帘遮光，否则极昼的光线会让你无法规律的睡觉。3）跟许多在极地渡过一年前辈或同事相比，我的极地经历已经非常轻松了，目前我参加南北极科考5次，累积的极地考察时间大约7个月，目前身体条件还好，情绪也比较稳定。

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宛宛啊：

12021-06-10

极地遇到事故，怎么脱险啊？极地航行会不会比一般的航海更危险？

张瑞峰：

2021-06-21

5

我认为以现在的科学技术的极地的航行确实比一般的航海更危险。事实上本身航海就是有风险的，海底的暗礁、汹涌的暗潮、狂风大浪、后勤补给等都给航海造成了极大的风险。但随着科学技术的发展，对于海底地形、海流和海洋气候都可以很好的进行预测，食物保鲜、海水淡化等也让航海可以以更舒适的方式进行。但极地来说确实风险更大，由于人类发射的可以覆盖极地地区的卫星数量远少于低纬度海洋，极地海洋的短时天气和大量冰山的运动轨迹很难预测；并且由于远离大陆，天气严寒，如果遇到事故，等待救援的时间将会很长，潜在的风险更大。

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云之民：

12021-06-11

经常看到新闻说两极因为气候变暖，冰川大规模熔化，把以前动物迁徙路线都割断了。请问现在两极冰川消融有没有缓解？

张瑞峰：

2021-06-21

3

气候变暖在南北极的表现是不同的。在北极，全球变暖的特征更为明显。据统计在过去三十年间，北极变暖的速度是全球变暖速度的两倍或两倍以上。因此，冰川的消融在北极更为明显，北极多年海冰的退化也十分明显。而在南极，全球变暖的影响并不是特别显著，并且呈现出东西南极的差异化表现。西南极的升温　相对来说较为明显，而东南极则甚至出现降温的趋势。不过对于南北极的温度变化，年平均气温并不准确，更应该区分冬季和夏季的平均气温变化。由于在冬季，基本上都在零度以下，冰川、冰盖很难融化，而夏季才是融化的主要季节。
以下回答来自我所在的上海交通大学海洋学院生物海洋学方向曾聪老师的回答：
随着全球的平均气温的升高，极地冰川消融也越来越严重。这些消融不仅导致了北极熊、企鹅和海象等动物的栖息地破坏，给极地动物生存、繁殖和育幼带来极大的挑战。同时，持续的消融，更有可能迫使企鹅和驯鹿等动物的迁徙路径发生改变。不仅如此，随着消融增加，温度上升可导致来自较暖水域的掠食者对极地原有动物的生存进一步构成威胁。

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繁星吟游：

22021-06-10

请问日本核污水排放对海洋有怎样的影响？

张瑞峰：

2021-06-21

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这些放射性的化学物质是人工合成的，自然界中的环境背景值非常低。因此，核污水中这些放射性强度不同的物质可以随着洋流的输送不断的扩散。有模型估算，日本核污水排放的放射性核素可以在2年左右的时间分布在整个北太平洋的表层海水，没有地区可以避免。随着洋流的输运它们也会在几十年到几千年的时间尺度扩散到整个大洋。当然，一些半衰期较短的核素会消失的快一些。这些放射性核素会除了会直接影响海洋生物的生命活动，还会通过食物链的放大作用，在鱼类等海洋生物体　内累积，后果难以评估。

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神的鱼儿：

12021-06-09

老师您好～您现在在海上吗？海洋和气候的研究一般会带什么样品回来进行研究？海水、海洋生物化石？从海洋探索中能获得什么？对这个领域可以说一无所知😂

张瑞峰：

2021-06-21

3

您好！我现在在上海。谢谢你的这个问题，在“海上”还是在“上海”确实是经常被朋友问到的问题呢。海洋占地球表面积的71%，每年海洋浮游植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳（最重要的温室气体）与陆地的植物相当，各占一半。所以，海洋与气候就是紧密关联的，也因此可以研究的海洋中的样品种类非常多。
海洋的观测可以通过出海现场观测和在实验室的数值模拟两种方式。对于现场观测来说，可以带回海水来分析海水中的元素含量，研究元素循环与气候的关系；可以带回微型的生物来分析生物活动与气候的关系，以及气候变化对生命活动的影响；可以带回鱼类研究鱼类的组成与气候的关系；也可以带回来海底的沉积物，以及你问到的生物化石，用于研究地球过去的气候变化等等。对于海洋数值模拟研究来说，可以通过向海洋中投放无人设备，或者通过卫星等记录和感知海洋的温度、盐度、叶绿素等参数的变化。这样就可以预测海浪、台风等人类容易感受到的变化，也可以预测未来的海洋与气候的变化了。
我觉得海洋探索中可以获得很多很多，这是个非常大的问题，我的回答肯定不完整。事实上，海洋对我来说甚至也相当神秘呢，有很多问题至今仍是我们需要更多的研究才能逐步趋向于认识真理吧。如果要回答的话，我觉得可以区分科学与技术的两大范畴。从科学方面，我们希望通过自己的专长认识在各自研究领域海洋学规律，希望认识过去海洋发生了什么，现在海洋正在发生着什么，并最终希望能够预测海洋和地球的未来，以及人类如何才能做的更好与我们的海洋一起健康发展。从技术方面，通过不断的技术的革新，研发更先进研究海洋的工具，从有人到无人，从单一检测到多参数共同检测，从表层海洋到深海研究等等，都需要科学与技术的共同进步。

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神田川：

12021-06-09

张老师您好，请问您去南北极的时候，是否真的看到冰川融化、体积变小的现象呢？还有南北极动物的生活是否有受到气候变化的影响？谢谢！

张瑞峰：

2021-06-21

2

您好！我短时间去过极地几次，不过还没有观测到冰川的明显变化。但是如果您上网去　搜索一些图片，可以明确地发现在过去的两个世纪，由于人　类活动导致的温室气体排放和全球的温度升高，北极的冰川有明显的退化现象。例如在我去过的巴伦支堡的一个冰川，在1911年之前还是一个直接入海的冰川，到2018年我去的时候已经萎缩得距离海岸线有3-4公里左右了，并且由于一些高的山脊露出，感觉上这个冰川已经几乎要消失了。对于动物，从我的亲身经历来看，我第一次到位于斯瓦尔巴群岛新奥尔松的黄河站考察的时间是2012年，第二次是2015年。新奥尔松这个国际科学考察的小“村落“，全村人都在一个食堂吃饭，在这个食堂进口的通知区域，会贴上近期“村民们”发现北极熊活动的信息警告。我能明显感觉到2015年的警告通知多了，并且我在15年也亲眼看到了北极熊出没在距离新奥尔松5公里左右的海岸上。以上我的亲身感受确实说明了，人类活动导致的气候变暖，正在影响极地生物的栖息地，改变了它们的生活习惯。

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砂渍：

12021-06-09

海洋气候？

张瑞峰：

2021-06-21

2

我猜您想问的是海洋会如何影响气候？这个问题对我来说是一个非常大的命题，我来尝试回答一下：
首先，水是比热容非常大的物质，也就说海洋储藏了大量的热能。从全球的角度来讲，这部分能量通过洋流的运动在地球系统进行重分配，从局部地区来讲，我们熟悉的季风、地中海气候、台风等现象都是受到海洋影响的。
其次，海洋中蕴藏着大量的浮游植物，这些植物会通过光合作用吸收大气中的二氧化碳和释放氧气。海洋生物的生命活动，影响地球的元素循环，作用于全球气候。
然后，海水也可以溶解很多气体，例如二氧化碳、氧气等。这些气体会伴随着洋流运动储藏在深海，与此同时，如果深海的海水返回到海洋表面也会与大气中的这些气体进行交换。我们熟悉的一个术语是海洋酸化，这个过程就是人类活动释放的过量的二氧化碳溶解到海水中导致海洋pH值降低和不断酸化的过程。海洋的酸化会导致珊瑚等以碳酸钙为骨骼的化学物质的溶解，碳酸钙的溶解会释放出二氧化碳，并向大气释放，加剧全球变暖。

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纸袋玫瑰：

12021-06-09

老师请问您，早期极地考察如何判断一个地方是大陆还是冰架？全年冰雪覆盖的海域人们是怎么判断的？

张瑞峰：

2021-06-21

1

这个问题我是真不懂。

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东家长2020：

12021-06-11

想请问一下极地科考过程中如何用电？燃油发动机还是太阳能或是什么？

张瑞峰：

2021-06-21

1

目前我知道大多数的科考站和科考船只还是使用燃油发电的。太阳能可能有一些，但绝不是主要方式，还需要考虑到冬季和南半球冬季的极夜现象，那时候没有太阳光可供发电。

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玫瑰色的你：

12021-06-09

海洋中有哪些金属元素？各个海域会有差别吗？

张瑞峰：

2021-06-21

1

您好！如果您对元素周期表熟悉的话，那么海洋中拥有您在元素周期表中看到的所有的金属元素的。举例来说，您最熟悉的就是钠（Na）元素了，因为它是我们日常吃到的盐——氯化钠中最重要的成分。当然，我们人体需要的各种钾（K）、钙（Ca）、铁（Fe）、锌（Zn）等等，金银首饰等贵金属银（Ag）、金（Au）、铂金（Pt）等等，对环境有毒性的重金属铬（Cr）、镉（Cd）、铅（Pb）、汞（Hg）等等，这些金属都在海水中存在。
首先，不同的金属在海水中的含量差异非常大，可以相差10个数量级。举例来说，1000克的海水含有10克的金属钠，但金的含量只有不足0.0000000001克。所以，用海水加工食盐是个好主意，用海水提炼金子可不是什么好主意。其次，不同的海域金属不同金属的含量差别还是非常大的。再用钠做例子，钠在整个海洋中的分布差别非常小，由于它是以自由离子存在的，并且海水中的含量很高，海洋中的生物、化学作用对钠的影响很小。但对于铁、锌等微量/痕量金属在不同的海区就差别很大了，它们在海水中的浓度取决于是否有空气能带来一些？来自其他地方流到这里的海水能补充多少？这些是它们的来源。同时取决于这里的海洋生物的生成会使用多少这些金属？海洋矿物生成的时候会带走多少这些金属？这些是它们的移除。不同海区金属的浓度取决于它们的来源与移除。
说到金属，我还有好多好多可以讲，有机会可以再做更详细的解答。

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oxford：

12021-06-10

假如不借助现代工具，只使用传统工具，爱斯基摩人在南极大陆能够生存下来吗？

张瑞峰：

2021-06-21

0

这个问题我是真不懂。

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oxford：

12021-06-10

站在巨大冰盖上，请问怎样判断冰盖底下是海还是陆地？

张瑞峰：

2021-06-21

0

这个问题不是我的专业，我也只能简单的回答一下。首先，我想以现在的信息发达程度，我们在到达一个冰盖之前应该能够查阅到这些区域的冰盖下是海还是陆地了，可以先做好准备。其次，有特殊的设备可以通过发射雷达和接收反射信号的形式计算出冰盖下面是海还是陆地。

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