南极地区气象学论文

摘要：《气象学与气候学》是我校极受欢迎的公共选修课，但该课程内容较为抽象，采用传统教学方法在有限课时内面向不同专业背景的学生讲授清楚所有知识点具有一定难度。本文探讨了在该课程的教学中，如何充分利用多媒体技术将抽象的内容具体化，达到教师易于教，学生易于学的良好教学效果。今天小编给大家找来了《南极地区气象学论文 (精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

南极地区气象学论文 篇1：

南冰洋!

广袤而神秘的南极地区，被认为是地球上最后一片净土，也是人类活动的禁地。左页大图为南极洲的卫星俯瞰图;右页，上方4张图依次为海洋的“一分法”“三分法”“四分法”和“五分法”，下图为世界的洋流示意图。

“虽然近100年来，一直有人试图将冰冷的南极大陆周围的寒冷水域认定为一个独立大洋，科学家也已普遍使用南冰洋这一名称，但此前，它并未获得普遍支持……”

——《地球第五大洋刚得到确认》。美国记者汤姆·梅特卡夫，2021年6月14日报道。

究竟有几个大洋?从历史到科学的划分

七大洲、四大洋，一直是人们对环球地理概况的基本认知，但现在，这个“传统观念”可能要被打破了。

2021年6月8日，在世界海洋日的当天，(美国)国家地理学会(National Geographic)宣布，正式以“Southern Ocean(南冰洋，也称南大洋)”的名义，将南极大陆周围的水域认定为世界第五大洋。消息一经发布，顿时掀起轩然大波，有学者表示，国家地理学会此举的主要目的，在于唤起人们对南极周边海域的关注。

但对于公众而言，他们更迫切于想要弄清楚，究竟有几个大洋?

这个问题并不难，但依然有其复杂性。毕竟在人类现有的知识体系中，地理是一门极为庞杂的学科，它由无数个地理概念、地理名词构成，最终反映的是人们对于寰宇环境的认知总和。但有必要了解到，在技术和理论的持续推动下，以及科学、文化、历史和地理本身等原因，地理相关的定义和理论其实是在不断发生改变。

改变的同时，也存在着争议。实际上，自从人类对地球海陆面貌有了大概的认知以来，关于海洋的划分争论就一直未曾停息。在最近一个多世纪里，“四大洋”确实是得到最普遍认可的说法，但此外，还有一个、三个、五个甚至七个大洋的观点，其拥趸并不在少数。

“七大洋”被认为源于古老而神秘的“七海”概念，没人知道其确切的起源和传播过程，但在中国人、印度人、希腊人、罗马人、波斯人以及阿拉伯人的古代典籍中，均出现了这一词汇。虽然在不同的典籍中，“七海”的指代不尽相同，甚至有的海洋名称是来源于当地的神话传说，但据现代考证后，“世界地图集”给出了结论，“七海”(即七大洋)相对应的，便是地球上7个最大的海洋水体：北太平洋、南太平洋、北大西洋、南大西洋、印度洋、北冰洋、南冰洋。

“三大洋”的划分源于地理大发现时代。在该划分中，全球海面共分为太平洋、大西洋和印度洋三个板块，其中北冰洋被视为大西洋的一部分，一些传统的小面积海域也都就近囊括在临近大洋中。

相比之下，“一个大洋”的观点更为简单明了，其依据的科学性和可靠性也较强。该观点的立足点，是基于地球表面的所有海洋水体，的确是一个紧密联系的整体。也就是说，在此不讨论海陆间的互相分离和切割，也摒弃人为掺杂的各种因素下的区间划分，而是直接回归本质——无论是哪片海域，都应被视为唯一一个完整大洋的部分而存在。

而本文的主角——“五大洋”，则是在当下普遍认可的“四大洋”的基础之上，新增加了“南冰洋”这一角色。其实，南冰洋的概念，很早就已经有人提出，至少可以确切追溯到16世纪初，一位名叫巴斯科的西班牙探险家发现了这片位于世界极南的海域后，人们就开始以“南冰洋”的名义称呼它。其后，随着人们对南极地区的探索越来越多，南冰洋这一词汇也沿用至今。美国记者汤姆·梅特卡夫在《地球第五大洋刚得到确认》中这样写道：“到19世纪，许多海洋国家建立‘海道测量’机构，为本国海军和商船发布海洋信息，‘南冰洋’一词出现在这些国家1921年成立的国际海道测量组织的早期出版物中。”

判断“海”和“洋”有多方面的依据，其中“大洋中脊线”是最重要的标准之一。右页图片，展示了全球大洋中脊的分布。

汤姆·梅特卡夫还在文中表示，尽管国际海道測量组织于1953年废除了“南冰洋”这一称谓，理由是“大多人认为没有明确理由足以将‘大洋’一词用于该水体”。紧接着笔锋陡转——然而，随着南冰洋的重要性和独特性日益明显，该词的使用也越来越多，1999年，美国地名委员会开始使用该词汇;2000年，国际水文组织确定南冰洋为一个独立大洋; 2021年，美国国家海洋局和大气管理局也开始正式使用。

继6月8日，国家地理学会宣布正式承认南冰洋为世界第五大洋之后，有学者表示，今后会有越来越多的国际机构认可这一观念，南冰洋或许会被逐渐纳入世界各国的教科书、地图、文件、科普作品中。届时，就像“太阳系九大行星”改成“八大行星”一样，“七大洲、四大洋”或许也会在将来被广泛视为“七大洲、五大洋”。

何为“海”，何为“洋”?围绕南冰洋的争议和讨论

那么，围绕南冰洋的争议究竟在哪里?

这个问题可以换一句话来进行表述，即关于“大洋”的划分依据究竟是什么?

纵观地表的所有海洋水体，不外乎几个类别：大洋、海、海峡、内海，大洋有太平洋、大西洋，海有红海、地中海，海峡有白令海峡、德雷克海峡，内海有波罗的海、加勒比海等。其中“海”和“洋”的差异，经常引发人们的不解，例如：北冰洋为何是洋，地中海就只能是海?

理论上来说，一般将海洋的中间部分称为“洋”。洋拥有浩瀚而深远的水域，约占海洋总面积的89%，深度一般在两三千米以上，有独立的潮汐和海洋系统，以及比较稳定的盐分，海水的温度、盐度、颜色等基本不受陆地影响;而海往往是海洋的边缘部分，深度较浅，水温等受陆地影响较为明显。

此外，判断“洋”的另一重要依据在于，是否存在“洋脊”。20世纪50年代，有学者发现，在大洋的海底存在着2000米～3000米高、连绵不断的地形突起。这使得人们意识到，如果无视海水，海底的地形其实也和陆地一样，存在着盆地、山脉、丘陵……20世纪60年代初，美国海洋地质学家H.H.赫斯和R.S.迪茨提出了“海底扩张学说”，将海底的山脉命名为“大洋中脊”，又称为“洋脊”或“中央海岭”，并提出洋脊是新地壳的诞生之地。洋脊纵贯太平洋、大西洋、印度洋以及北冰洋，得到了地理学界的普遍认可，因此成为支撑“四大洋”的关键依据，而南冰洋底则因缺乏洋脊，导致一直未被广泛承认。

目前，尽管部分组织、机构和海洋学家之间已经达成了共识，包括海洋学学术界、水文地理机构等都认同了南冰洋，但却始终未得到地理、地质学界的普遍承认。地理学家亚历克斯·泰特对《国家地理》杂志网站记者说：“南冰洋长期以来一直得到科学家认可，但由于从未达成国际性协议，我们从未正式承认过它。在某些方面，这是一种地理学方面的书呆子气。”

左页图为南极洲的人类科考基地;右页上方两图为南极洲的立体地图俯瞰视角，其中右侧图展示了南极上空的臭氧空洞;右页下图，南极洲周围的不规则闭环曲线，正是大名鼎鼎的“南极辐合带”。

而对于支持南冰洋的学者而言，南冰洋拥有独特的大环境，包括海洋環流、气候风带、生态系统等因素，都足以支撑其作为一个独立的大洋而存在，这是他们坚持南冰洋应该被列入“五大洋”的主要原因之一。

有趣的是，在“五大洋”中，南冰洋的排名还要把北冰洋往后挤一位，排在第四。从面积来看，南冰洋的理论面积约为2032万平方千米，大于北冰洋的1475万平方千米;而在深度方面，北冰洋更是差之甚远：南冰洋的平均深度超过3000米，最大深度超过7000米，而北冰洋的平均深度仅为1000余米，最大深度刚过5000米。这也导致部分人认为：北冰洋都可以，凭什么南冰洋不行?

自成独特生态南冰洋的丰饶与危机

在正式承认南冰洋的同时，国家地理学会也明确划定了其界限：即南纬60度以南，除了南美洲南端的部分德雷克海峡和斯科舍海之外，环绕南极洲大陆的整片环带状海域。

这里有一个奇妙的视角。如果从南极上空俯瞰，你会发现，南极洲俨然成为世界的中心，被周围的大洋、大陆所环绕着;而若是将世界地图平面展开，你会发现，在南极洲的北部到南纬60度之间，存在着一条通达的海洋环带，之所以说通达，是因为在这条海洋环带间，几乎没有任何陆地的存在——这也意味着，来自其余几个大洋的海水，基本可以在这里畅通无阻地交汇、融合、环流。

这就是南冰洋。它的独特之处在于，能够让来自几个大洋末端的海水混合在一起，然后围绕南极洲周边的纬度环带，进行高强度的环流作用，从而产生自成一体的效果。

为何在南冰洋能产生如此特殊的环绕洋流?首先需要明确一点，即地表的所有海洋水体，都并非处于静止状态，而是在时刻不停地运动当中。这是因为地球在时刻不停地进行自转和公转，地球内部也在不断产生地质运动，这在客观上促成了海洋的“不稳定性”;其次，由于不同地区海水的温度、盐度、密度、深度有所区别，加上地球风带的作用，造成了各个海域的海水处于不断的运动状态，形成了不同方向的洋流。

而在南纬48度到61度之间，存在着一条宽约32公里～48公里的不规整曲线环带，将整个纬度线闭合环绕，被称为南极辐合带。它本质上是一条南北不同温相遇形成的水团带，气象学上被称为南极锋，会随着季节、经度的差异略微震荡偏移，但变化幅度在半个纬度内。

通常情况下，辐合带被视为南冰洋与其余大洋的分界线，在其以南地区，南冰洋的海水更为冰冷、盐度更低，在与外来海水相融过程中，在密度差等作用下，加上盛行西风带的推动，最终形成自西向东疾驰的汹涌洋流——南极绕极流，诞生了。

前文提到，在这条辐合带中，由于没有陆地的阻挡，更是促进了洋流的通畅无碍。如果用简明线条的形式来展示这一神奇的自然地理现象，会出现如下效果：还是从南极高空俯瞰，几圈不同的圆环代表不同的纬度，圆中央出现了南极洲的形状，在圆的周围，有从外向内的箭头指向，代表从北向南的大洋海水流向;当箭头的终端越过南极洲周围的一个不规则圆环(即南极辐合带)后，在其内部产生了扭曲，开始自西向东旋转，围绕南极洲运行。

这种独特的南极环流，大约形成于3400万年前，而这些高速运动的寒冷海水，却为数千物种提供了宝贵的栖息地，并最终造就了南冰洋独特而富有多样性的生态体系，这也是南冰洋独立大洋论的根本核心。

在南冰洋的范围内，除了企鹅、海豹、海鸟等较为常见的两栖或陆上生灵外，还包括鲸在内更庞大的、五花八门的水下动物群体，这里是它们赖以生存的家园，而它们是这里真正的主人。

南冰洋生态系统的基础，或许很少有人想到，是一种极为“渺小”的物种——磷虾。在全世界范围内，磷虾一共有85种，生活在南冰洋的有8种，而我们通常讲的磷虾，便是指南极大磷虾。南极磷虾的个体虽小，仅有6厘米长，2克重，在光照下，宛如通体透明，但它们却有着极为庞大的种群，每逢南半球盛夏，磷虾便会进入成熟期，并区域性地成群分布，最多时，一平方米的空间里能分布1万～3万只，整体重量更是要以亿吨作为单位。

对人类而言，南极的环境酷寒而恶劣，但这里却是大量动物的天堂，有着自身独特的生态系统，丰饶，但又脆弱，极容易遭到人类破坏。

在南冰洋里，無论是小型的鸟类、鱼类，还是各种中、大型生物，几乎任何生物都将磷虾作为重要的食物来源;也正是依靠磷虾庞大的物种体量和繁殖能力，才支撑起了南极的生态系统。而以磷虾为食的生物们，也会在进食、排泄、死亡等各种生命活动过程中，最终回馈于海域环境，并促进磷虾的繁育。

显而易见，这里的生态系统丰富、生机勃勃，但同时又因物种关系、生态链条相对简单，从而显得无比脆弱，极易失衡甚至崩毁。近年来的研究表明，人类对南极地区的探索和开发在不断深入，大规模的捕鲸、捕捞磷虾等行为，都足以对这里的生态系统造成毁灭性的打击。

如今，随着全球变暖的加剧，南极上空的臭氧空洞持续扩大，以及地球上显著增多的极端气候变化，都在威胁着独特而脆弱的南冰洋生态面貌，使这片蕴含着无限可能与丰饶的净土，面临着一年甚于一年的重大危机。

或许，这便是国家地理学会正式承认南冰洋的初衷，希望能唤起人们对这片海域的生态关注，挽救南极，也是挽救人类自身的家园。

作者：水星

南极地区气象学论文 篇2：

多媒体技术在公选课《气象学与气候学》教学中的应用

摘 要：《气象学与气候学》是我校极受欢迎的公共选修课，但该课程内容较为抽象，采用传统教学方法在有限课时内面向不同专业背景的学生讲授清楚所有知识点具有一定难度。本文探讨了在该课程的教学中，如何充分利用多媒体技术将抽象的内容具体化，达到教师易于教，学生易于学的良好教学效果。

关键词：气象学与气候学 公共选修课 多媒体教学 教学效果

进入新世纪以来，人类面临着人口、资源和环境等一系列全球性重大问题的挑战。极端天气频繁发生，气候异常加剧。暴雨飓风、高温干旱、冰雪灾害等极端气候在世界各地此起彼伏。世界卫生组织研究指出，温室效应是地球气候异常的元凶。气候暖化使得两极融冰、海水增温、洋流改变。每年将有16万人因温室效应外围影响丧生，第三世界将因洪水、饥荒、干旱和农作物歉收大举移民。这些现象及预测已引起全社会的广泛关注，人们对气象学和气候学知识的渴望也达到前所未有的高度。

自2002年秋季学期始，我院面向校内全体本科生开设了《气象学与气候学》公共选修课(32学时)，旨在通过对大学生气象学和气候学知识的普及教育，拓宽学生知识面，改善学生知识结构，提高学生综合素质，增强学生关注气候变化、全球变暖和爱护地球环境的意识。经过多年努力，《气象学和气候学》公选课已成为我校学生最喜爱的课程之一，从开课至今共有2500余人选修了该课程。

《气象学和气候学》主要介绍大气物理属性、大气运动、天气系统、气候形成与划分、气候变化及人类活动影响等方面的基础理论知识，内容广泛而复杂、时空跨度大。选修本课程学生的专业背景涉及理学、工学、文学、管理、经济和法学等多个学科门类，采用传统教学方法在短短32个学时内讲授清楚所有的气象学和气候学知识是有一定难度的。因此，本课程在教学过程中采用了形式多样的教学方法，例如启发式、探究式、讨论式、问题解决式[1]，案例法[2]、直观法[3]、多媒体技术[4]等教学方法，充分调动学生的学习积极性，取得了良好的教学效果。其中，采用多媒体技术，尤其是利用各种教学影片将课堂知识点有机地串联，是本课程最重要的教学方法之一。本文主要对多媒体技术在教学中的有效应用进行探讨。

1 多媒体教学法

多媒体教学技术是现代课堂教学常用的教学手段，由于学科教学内容的特殊性，多媒体教学是气象学和气候学最适合的教学手段[4]。它集声音、影像、图片、文字、动画于一体，使书本上生硬的内容活跃起来，不仅形象、直观，还增强了知识的趣味性，极大地调动了学生的积极性。

通过收集大量国内外相关科普读物、网络图片、视屏及最新研究成果，经过筛选和重新编辑制作多媒体课件，以图片为主，加少量文字说明，使其具有信息丰富、概念形象、通俗易懂等特点。例如，在讲授气象对军事的影响时，采用了三国演义中水淹三军、火烧连营、借东风等故事的视屏及图片。在讲授天气系统和天气预报后，给同学们播放由中国气象局制作的科普片《走近天气预报》，从网络下载中央电视台当日的天气预报节目、卫星云图和等压面形势图等资料，与同学们共同分析当日全国的天气形势及气象特点，提高同学们对天气系统和天气预报的理解和应用水平。

2 影片《后天》在教学中的重要作用

美国好莱坞影片《后天》是有关气候变化最为经典的灾难电影。影片描述了在全球气候不断变暖的形势下，突然发生急剧变化，在几天之内进入新的冰河世纪的故事。这部影片包含了大量的有关气象学和气候学的知识，因此在播放影片时，布置一些相关问题供同学们思考，主要包括：(1)影片中气候发生突变的原理是什么?(2)地球历史时期的气候是如何变化的?是否发生过极端寒冷和极端温暖?(3)全球气候是否象影片中描述的一样在几天之内进入极端寒冷气候?(4)人类活动与气候变暖的关系?我们应当如何应对?(5)飓风能够来自寒冷的北极吗?(6)气候变化会产生海啸吗?大规模海啸是如何产生的?(7)全球变暖是如何引起海平面上升的?这使得同学们是带着问题观看影片和学习《气象学与气候学》课程的，教师则在授课过程中对这些问题逐步进行解答。

例如，在讲授洋流对气候的影响时，强调来自低纬的暖流对高纬地区的增温作用。而影片《后天》的理论依据就是由于全球变暖导致格陵兰和南极的冰川融化，大量淡水进入北大西洋，降低了其盐度，最终导致墨西哥湾暖流乃至全球海洋的热盐环流减弱并完全终止，赤道和低纬度地区停止向极地和高纬度地区输送热量，全球的热量平衡被打破，使得高纬度地区乃至全球变得非常寒冷。

影片中全球气候由温暖状态进入冰室状态，这在地球历史时期是真实发生了的。在讲授地球的气候变化史实时，詳细回顾地球演化过程中气候的演化历史，重点讲述发生在新元古代的“雪球地球”事件和白垩纪的极端温室气候及其发生的原因。指出地球的气候是周期性发展的，显生宙70%的时间表现为温室气候，30%的时间为冰室气候。需要向学生指出的是，由于海洋巨大的体积和热容量，释放和获得热量的速度都较慢，因此，尽管地球历史时期气候也发生了突变，但全球的气候剧变不可能象影片《后天》中所展现的在几天之内发生。

在回答人类活动与全球气候变暖的关系问题时，教师可以很自然的引入人类在生产、生活中大量使用化石燃料向大气中排入巨量CO2，温室效应正不断增强。大气中CO2的含量将在2070年达到白垩纪的水平，即工业化前的2倍，并在2300年后不久达到工业化前的8倍，地球很可能重回“白垩纪世界”[5]。气候变化是人类社会当前所面临一个全球性问题和共同挑战，国际社会正努力应对。例如，1997年12月在日本京都召开的《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议通过了拟限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》，2005年2月16日《京都议定书》正式生效，2013年开始实施《京都议定书》第二承诺期。需要注意的是，近几年的气候峰会都由一个纯粹的学术会议演变成政治首脑峰会，从“巴厘路线、哥本哈根会议、坎昆会议、德班会议”到“多哈会议”都没有能够取得很大的实质性成果，全球气候变化已经演变成一个经济问题，甚至政治问题。

3 结语

多媒体技术的应用，尤其是音像资料的成功运用，极大地丰富了课堂内容，比较好地吸引了学生的注意力，有效地提高和调动了学生的学习兴趣，为他们更深入地探讨一些科学问题提供了良好的学习平台，从而丰富了上课的形式，提高学生求知的兴趣。将经典灾难影片《后天》引入课堂，既实现了他们对气象学和气候学知识的复习，又提高了他们的科学鉴赏能力。同时，还提高了他们热爱地球，保护环境，倡导低碳生活的意识，使《气象学和气候学》公选课获得了良好的教学效果。

参考文献

[1] 赵锦慧，杨静，金艳，等.适用于《气象学与气候学》教学方法的探讨[J].教法研究，2012：65-66.

[2] 贾凤梅.案例教学在气象学和气候学中的应用与探索[J].绥化师专学报，2002，22(1)：106-107.

[3] 张凌.直观法在《气象学与气候学》教学中的应用[J].呼伦贝尔学院学报，2002，10(5)：31-32.

[4] 黄秀英.多媒体教学手段在气象教学中的研究与实践[J].中国现代教育装备，2006，5：65-66.

[5] Hay WW.2011.Can humans force a return to a Cretaceous climate[J].Sedimentary Geology，2011，235(1/2)：5-26.

作者：吴怀春

南极地区气象学论文 篇3：

极地的气候变迁

John Turner

Climate Change in the Polar Regions

2011,464pp

Hardback

ISBN9780521850100

极地在最近几十年经历了显著的环境变化，例如南极臭氧层空洞、北冰洋的冰山急剧融化和南极洲气温快速升高。如果温室气体的浓度继续保持现有的增高水平，那么可以预见，极地地区的气温将比地球上任何地区的气温升高的都快。然而，人为因素与自然气候变迁之间的影响关系的研究仍然存在诸多问题。本书介绍了在过去的100万年间极地的气候经历了怎样的变迁，并以长远的眼光审视最近几十年极地气候的变迁将对未来产生的影响。本书中利用跨学科的研究方法揭示了高纬度地区的大气、海洋与冰山之间的密切关系。

全书分为8章，分别是：1.简介;2.极地气候数据与模型;3.高纬度地区气候及其变迁机制;4.过去的100万年;5.地质的全新世;6.极地地区的气候现状;7.对未来100年的预测;8.总结与未来的研究需求。

本书第一作者John Turner是英国剑桥大学的科学家，主持着英国南极气候近期变化以及其对下一个世纪的影响的研究项目。他长期在南极科学研究委员会担任首席科学家、项目主任等职务，并合著出版了《南极的气象学与气候学》《极地低点：极地中尺寸气候系统》两本书。John Turner于2005被英国皇家气象学会授予国际气候奖。

本书第二作者Gareth J. Marshall是英国南极调查局的气候学家，在1995年获得英国剑桥大学的博士学位，主要研究方向是极地的野外作业，并在此领域著有50余篇学术论文。目前，他是世界气候研究计划的成员。

本书图文并茂，生动有趣又不失科学严谨地向读者展示了神秘的极地气候变迁的状况。本书适合极地科学、大气科学、海洋科学、气候与气象学等相关领域的高年级大学生、研究生、教师和研究人员参考阅读。

刘昊，

博士生

(中国科学院力学研究所)

Liu Hao，Doctoral Candidate

(Institute of Mechanics，the CAS)

作者：John Turner等