海冰

海冰是所有出現在海上的冰的統稱。除由海水直接凍結而成的冰外，海冰還包括來源於陸地的河冰、湖冰和冰川冰等。浮冰是指任何漂浮在海上，能夠隨風和流漂流的冰；固定冰則是沿着海岸形成，並與海岸或海底凍結在一起。^[1]

北冰洋的海冰範圍從三月到九月的變化

狹義上的海冰特指由海水結成的冰。海水結冰的溫度是-1.8 °C（28.8 °F），在結冰過程中大部分鹽分被排出，但也會以結晶等形式成為雜質留在冰中。

海冰對高緯度地區以至極地地區的水文、熱力循環、洋流和生態系統都有重大影響。海冰過多時可能會導致海港封港，堵塞航道，擠壓船舶等問題，因此也是高緯度地區海洋災害的一種。

種類

一張1943年的關于洋流和海冰分佈的地圖。

斯堪的納維亞半島在冬季的衛星圖像。波的尼亞灣和白海都被海冰覆蓋。

海冰依形成的方式，可分為兩種。一種是沿海岸凝結的海冰，另外是依附淺海大陸架上層的海床結成的海冰，稱為固定冰。這樣形成的海冰，由於貼靠陸地，不會隨洋流和季風而漂流。

另一種海冰則是浮冰，或稱流冰。顧名思義，浮冰是漂浮在海面上的冰。由於沒有依附陸地，浮冰會隨着海面上海水的運動或海風的吹動而運動。當大量浮冰堆積在一起時，會形成堆冰。堆冰可能會自由漂浮，也有可能在經過海岸附近時被沿岸的海冰阻截「俘獲」而成為沿岸海冰的一部分。

海冰聚集得最多的地方是地球南北兩極附近的極地。它們主要是在北極附近的北冰洋以及南極洲附近的南冰洋上。隨着季節變化，海冰的數量和大小都會有顯著變化。龐大的海冰在融解和形成時都會對影響地球的水循環，從而影響地球的氣候。

形成

普通的純淨水的密度在4°C時達到最大，在0°C時結冰。而海水中由於含有鹽分，所以密度最大時的溫度${\displaystyle {\mathcal {I}}_{max}}$和結冰時的溫度${\displaystyle {\mathcal {I}}}$都與純水不同，而取決於海水的鹽度。當海水的鹽度（按千分比計）不超過24.69時，${\displaystyle {\mathcal {I}}_{max}>{\mathcal {I}}}$，也就是說，海水表面的氣溫逐漸下降時，表層海水的溫度首先達到密度最大溫度${\displaystyle {\mathcal {I}}_{max}}$，於是表面海水下沉，形成對流。當氣溫下降到${\displaystyle {\mathcal {I}}}$附近時，表面的海水已經不會往下沉了，因為下面的海水密度更大，於是表層海水直接結冰。而如果鹽度（按千分比計）超過了24.69，那麼${\displaystyle {\mathcal {I}}_{max}<{\mathcal {I}}}$，海面氣溫下降時首先接近結冰點，這時表層海水由於降溫的時候密度變大，所以下沉，而較為溫暖的海水上升，形成對流，一直到海水結冰為止。這樣的海水結冰過程較為緩慢。^[2]

海冰可以在海水中的任一個深度開始形成。在海水表面以下生成的海冰稱為水下冰或潛冰，而在海底生成的海冰則稱為錨冰。海冰生成以後，由於密度比海水小，會逐漸上升，和海面生成的海冰結合，使海面的海冰逐漸變厚。海冰生成時會將飽和的鹽分析出，但也有可能來不及析出而留在冰晶內部，形成所謂的「鹽泡」。同時，海水中有不少小氣泡，當結成海冰時，氣泡也可能留在海冰的冰晶之間，形成「氣泡」。因此海冰其實是冰晶、鹽泡和氣泡的混合體。^[3][4]

浮冰

北大西洋上的海冰

海面上的浮冰（流冰）並不是一時就能夠形成的，它的形成過程可以分為幾個階段和形態。

• 初生冰

當海上氣溫下降到海水的冰點，或有雪降到低溫的海面上時，海水會開始結冰。這時結成的海冰還不是大塊形狀，而是呈針狀、薄片狀、漿糊狀或綿狀。^[5]

• 冰皮

冰皮是由平靜的海面直接冰凍結成或者是由初生冰繼續冰凍而成的海面冰層。它的厚度大概是5厘米，比較脆，容易被海面的風或海面的水流弄碎，變成長方形的薄冰塊。^[5]

• 尼羅冰

當初生冰成長到厚度約有10厘米時，開始變得比較有彈性，但依然容易斷折。^[6][5]

• 蓮葉冰

蓮葉冰是直徑在30厘米到3米之間，厚度10厘米左右的浮冰。在較為平靜的海面上，初生冰可以直接凍結為蓮葉冰。而大塊的冰皮或尼羅冰破碎後也可以形成蓮葉冰。蓮葉冰的邊緣由於與其它冰塊碰撞，而形成一圈凸起，而且形狀近似圓形，所以仿佛海面上的一朵朵蓮葉，故稱為蓮葉冰。^[5][7]

• 灰冰和灰白冰和白冰

當寒冷持續時，初生冰、尼羅冰、冰皮和蓮葉冰會混雜在一起，厚度繼續增加。當厚度增加到10至15厘米時，冰面多呈灰色，稱為灰冰。灰冰脆而易斷，受擠壓的時候會折斷而重疊，增加厚度。厚度增加到15至30厘米時，冰塊顏色從灰色過渡到灰白色，稱為灰白冰。而當厚度增加到30厘米以上時，色澤變為白色，表面凹凸不平，形狀也變得不規則了，這時的浮冰稱為白冰。^[5][8]

• 一年冰

大塊浮冰的厚度測量

一年冰是指成長期沒有超過一個冬季的白冰，一般厚度在30厘米以上。^[5][9]

• 多年冰（老冰）

多年冰是指至少經過了一個夏季的海冰。由於經過夏天受熱，表面融解再結冰，使得表面比較光滑。同時，由於夏季融解時冰晶中的鹽泡會融合或析出，老冰的鹽度會比一年冰低，而且隨着年齡遞減。老冰的顏色一般是青色或藍綠色。^[9]

固定冰的形態

固定冰是依附於海岸或淺海大陸架生長的海冰，一般分為沿岸冰、擱淺冰和冰腳。沿岸冰是依附於海岸的海冰，從海岸向深海延伸。在潮汐作用下會有上下運動。擱淺冰是被沿岸冰攔截的浮冰，或者是退潮時留在岸邊的浮冰。而冰腳則是沿岸冰和海岸之間的固定部分，不會隨潮汐升降。^[5]

參考文獻

1. 第七篇海冰观测. 中国国家标准汇编. 1983: 17.
2. 海冰的形成. 大連天健網. [2010-07-07]. （原始內容存檔於2016-03-04）.
3. 海冰的盐度和密度. 大連天健網. [2010-07-07]. （原始內容存檔於2016-03-04）.
4. 海冰的形成. 齊魯信息網. [2010-07-07]. （原始內容存檔於2019-06-02）.
5. 海冰类型简介. 大連天健網. [2010-07-07]. （原始內容存檔於2016-03-05）.
6. Sea Ice Types. Environment Canada. [2010-07-07].^{[永久失效連結]}
7. Pancake Ice. Environment Canada. [2010-07-07]. （原始內容存檔於2012-06-30）.
8. First Year Ice. Environment Canada. [2010-07-07]. （原始內容存檔於2013-11-21）.
9. Stages of Development of Sea Ice. Environment Canada. [2010-07-07]. （原始內容存檔於2013-08-21）.

外部連結

• （英文）NASA的海冰介紹 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• （英文）NSIDC（美國國家冰雪數據中心）的海冰圖像 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• 極度冰荒 - 北極探測之旅 | 綠色和平 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）

參見

• 地球科學主題

• 物態
• 冰川
• 海洋災害
• 雪
• 不凍港