北冰洋 Arctic Ocean
以北极为中心,广布有常年不化冰盖的大洋。因主要位于北极地区,面积较小,又名北极海。

北冰洋
位于地球最北端,为亚洲、欧洲和北美洲所环抱。在亚洲与北美洲之间有白令海峡通太平洋,在欧洲与北美洲之间以冰岛-法罗岛海丘和威维尔-汤姆森海岭与大西洋分界,有丹麦海峡及史密斯海峡与大西洋相连。
北冰洋(Arctic)名字源于希腊语,意即正对大熊星座的海洋。1650年,德国地理学家B.瓦伦纽斯首先把它划成独立的海洋,称大北洋;1845年伦敦地理学会命名为北冰洋。

北斗七星(大熊星座)
由于气候严寒,冰层覆盖,调查困难,直到20世纪30年代以后才陆续在冰上建立科学考察站,开展一些较系统的调查。由于北冰洋对全球气候有重要影响,各种考察和调查接踵而来,中国也先后派出调查队和“雪龙”号科考船进行水文气象研究。

“雪龙”号进行北极科学考察
在世界大洋中北冰洋是最小的大洋,也是最浅的大洋。面积约为1475万平方千米,约占世界海洋面积的4.1%,不及太平洋面积的1/12。平均水深1225米,最大水深5527米(在格陵兰海东北)。
北冰洋海岸线曲折,岛屿众多。有宽阔的大陆架和许多浅而大的边缘海:在欧亚大陆沿岸的有挪威海、巴伦支海、喀拉海、拉普捷夫海、东西伯利亚海和楚科奇海等;北美洲沿岸的有波弗特海,格陵兰岛之东的格陵兰海。北冰洋岛屿众多,分布在大伦家处,其数量仅次于太平洋。流入北冰洋的主要河流有鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河和马更些河等。
地质地形
北冰洋略呈椭圆形,沿其短轴方向,有一系列长条形的海岭和海盆。主要海岭有三条:阿尔法海岭、罗蒙诺索夫海岭和北冰洋中脊。
罗蒙诺索夫海岭大致从新西伯利亚群岛穿过北极附近,延伸至格陵兰岛北岸,岭脊距海面1000~2000米。它可能是从亚欧大陆边缘分裂出来的无震海岭;阿尔法海岭(即门捷列夫海岭)从亚洲一侧的弗兰格尔岛起延伸至格陵兰岛一侧的埃索斯米尔岛附近,与罗蒙诺索夫海岭汇合;北冰洋中脊(又称南森海岭)位于罗蒙诺索夫海岭另一侧,它起自勒拿河口道格陵兰岛北侧,与穿过冰岛而来的北大西洋海岭连接。长约2000千米,宽约200千米。中脊上有裂谷发育,有平行于轴向延伸的磁异常条带,还有垂直于轴向的横向断裂带。
三条海岭把北冰洋北欧海域划分为挪威海盆和格陵兰海盆;靠亚欧大陆一侧的为欧亚海盆,一般深4000米,最大深度位于斯瓦尔巴群岛以北,也是北冰洋最大水深处;靠北美洲一侧的为加拿大海盆。位于罗蒙诺索夫和阿尔法海岭之间的是马卡罗夫海盆。此外,北冰洋大陆边缘还被许多海底峡谷所分割,其中最大的是斯瓦太亚·安娜峡谷,位于喀拉海北部,长度超过500千米。
北冰洋海底大陆架非常广阔,面积约为440万平方千米,占整个北冰洋面积的1/3(其三大洋大陆架面积,都不到本大洋的1/10)。深海区在整个大洋中所占的比例,远小于其他三大洋。在亚欧大陆以北,大陆架从海岸一直延伸到1000千米左右,最宽处可达1200~1300千米;在阿拉斯加以北,大陆架比较狭窄,只20~30千米。
中央深海区海底沉积物主要是棕色和深棕色泥,在罗蒙诺索夫海岭发现砂质泥。大陆架覆盖着陆源沉积物:粗砂、细砂和砂质淤泥。沉积速度在北冰洋中央区为1.3~2.0厘米/前年,陆架区约4.5厘米/前年。
北冰洋四周为被动大陆边缘,缺乏强烈的地震和火山活动。宽阔的大陆架属于周缘大陆的自然延伸,具大陆地壳结构。深海盆地则主要由大洋地壳组成。地震活动频繁的北冰洋中脊纵贯欧亚海盆中部,欧亚海盆是古新世晚期以来沿北冰洋中脊海底扩张的产物。
磁测资料表明,马卡罗夫海盆可能是白垩纪晚期至新生代初期扩张形成的;加拿大海盆的年龄更老,可能是中生代晚期海盆扩张的产物。阿尔法海岭具有大陆地壳结构,即类似于罗蒙诺索夫海岭,而不同于北冰洋中脊。
气候
因地处高纬区,全年得到的太阳辐射较少,夏季冰雪融化又要消耗大量热量,所以平均气温要比地球上其他区域(南极除外)低得多。
冬季,极区附近极夜期长达179天,最冷月份(1~3月)平均气温约为-40℃,近海区为-30℃,最低温度为-53℃。夏季,极昼期则长达186天,最暖月份(7~8月)平均气温在极地附近为0℃,沿岸地区可达5~9℃,有时甚至在极地区域亦可增至2℃。
云雾天多是北冰洋夏季最典型的天气。疾风(15米/秒以上)很少,月平均风速为4~6米/秒。边缘地区常发生暴风雪,尤其在冷暖气团交汇处。北极上空常年被反气旋控制,冬天在西伯利亚上空发展成为强大的反气旋活动中心,在西伯利亚和极地反气旋之间,形成了由西向东延伸的低压槽,不断把从大西洋来的暖湿空气带到北冰洋腹地;同时由于大西洋暖流的延伸,北极寒冷气候有所缓和。
因此,北半球的绝对冷源不在极地,而在亚洲大陆的维尔霍扬斯克。整个洋区降水形式终年为雪,降水量比蒸发量要大10倍。年降水量75~200毫米,格陵兰海可达500毫米。
水文特征
大部分水域的表层覆盖着冰雪,是水文上突出的特点。
环流
在北冰洋表层环流中起主要作用的是大西洋海流的支流西斯匹次卑尔根海流。
这支海流从格陵兰岛和斯瓦尔巴群岛之间的东部,进入北冰洋。它是高盐暖水,在斯瓦尔巴群岛以北下沉,形成了位于200~600米深度上的暖水层,并沿北冰洋陆架边缘作逆时针方向运动,它的某些支流则进入附近的边缘海;从楚科奇海穿过中央洋区到弗拉马海峡有一支越极海流流过格陵兰海,并入东格陵兰海流,夹有大量浮冰流入大西洋。该流系的流速开始只有2~3厘米/秒,但越过极地后,流速逐渐增至8~10厘米/秒。
北冰洋是北半球海洋中寒流的主要发源地,其冷水主要通过拉布拉多海流和格陵兰海流注入大西洋。此外,在加拿大海盆表层还有一反气旋型环流,流速只有2厘米/秒,仅在阿拉斯加北部流速增至5~10厘米/秒。
北冰洋和外界的水交换,主要经过格陵兰岛和斯瓦尔巴群岛之间的通道进行。大西洋海水从该通道东部的深层流入北冰洋,占全洋区流入总量的78%。
通过白令海峡进入北冰洋的水量,约占流入总量的20%。北冰洋从格陵兰岛和斯瓦尔巴群岛之间的通道在表层流出,约占总流出水量的83%(包括2%的流冰量)。而通过加拿大北极群岛间海峡流出的水量,约占总流出水量的17%。因此,进入北冰洋的更新水约为流入总量的2%。故对极地海域的水文状况影响不大。
水团
有北冰洋表层水,大西洋中层水,太平洋中层水和北冰洋地层水。
北冰洋表层水位于水深200米以内的上层,从夏到冬,盐度由28.0增加到32.0,水温则从-1.4℃降到-1.7℃。夏季融冰时节,除局部地区无冰外,低盐暖水往往在多年冰盖下形成不到1米厚度的淡水层,水温则接近冰点;冬季此淡水层又重新结冰。
在30~50水层内,温度、盐度在垂直方向上相对均匀。50米层以深,盐度随深度急剧增加。在欧亚海盆100米深层和美亚海盆150米深层,水温开始升高。100米处温度低于-1.5℃,而后逐渐增加,到200米处可达0℃。
大西洋中层水,位于200~900米深处,是进入北冰洋相对高温、高盐的大西洋水,逐渐冷却后形成的。盐度变化在34.5~35.0之间,最低温度为0.5~0.6℃。太平洋中层水,位于美亚扇形区,是太平洋入侵的暖而淡的水与当地冷而咸的水在楚科奇海互相混合后形成的,并楔入加拿大水域;盐度为31.5~33.0,温度为-0.5~0.7℃。
北冰洋底层水,位于大西洋中层水之下直到底,具有几乎不变的盐度(34.93~34.99)和温度。但欧亚海盆的地层水温要比美亚海盆的低,前者为-0.7~0.8℃,后者为-0.3~-0.4℃,这是由于两个海盆被海岭所隔,深层水流动受阻之故。
潮汐
主要是由大西洋潮波的传入引起的。沿海岸一带为不正规的半日潮,大部分潮高不到1米。在约坎加湾,可以看到6.1米的高潮。
海冰
大部分海域为平均约厚3米的冰层所覆盖。根据洋底沉积物的分析,这里的海水已持续存在了300万年。大部分海区,尤其是高于北纬75°的洋区,存在着永久性的冰盖。

冰的总面积,冬季为1000万~1100万平方千米,夏季为750万~800万平方千米。北纬60°~75°的海区,海冰的出现是季节性的,常有一年周期。边缘海区冰盖南界不固定,随着水文气相条件的变化,往往会变动几百千米。
一年冰的厚度,春季达2.5~3米;多年冰的厚度达3~4米。在风和洋流的作用下,大群冰块叠积,形成流冰群。它们沿高压脊运动,在局部地区堆积很高,并向纵深下沉几十米,从而形成巨大的浮冰山。露出水面的高度约为10~12米,有时高达15米,水下部分厚达40米,水平方向的面积可达600~700平方千米。

北极冰山
从岛屿脱落下来的冰山能漂移到很远的距离,其中一些冰山可进入大西洋,个别冰山可漂移到北纬40°附近。
生物和矿产
由于高寒,以及常年冰盖和流冰的限制,北冰洋动植物群的种类比地球上其他海区要少得多。
浮游植物的年生产力比其他海区要少得多。浮游植物的年生产力比其他洋区要少10%。植物界包括大片聚集在浮冰上的小型植物,生长在表层水(深40~50米)中的浮游植物(微藻类),生长在海滨浅海区海底的底栖植物巨藻类和海草等。

红点鲑
暖水性的浮游动物少,但同属的动物往往比其他地区长得肥大。最重要的鱼类有北极鲑鱼(红点鲑或白点鲑)和鳕鱼等。巴伦支海和挪威海是世界上最大的渔场之一。捕获量较大的有鳕鱼、黑线鳕、鲽鱼和毛鳞鱼。

白点鲑
生物资源中,海洋哺乳动物最珍贵,如海豹、海象、鲸、海豚、北极熊和北极狐等。

北极熊
北冰洋的矿产资源以石油、天然气最为重要,主要分布在阿拉斯加北岸的波弗特海大陆架、加拿大北极群岛及其邻近海域。此外,北冰洋海底还富有锰结核、锡和硬石膏矿等。
交通运输
北冰洋有联系欧、亚、北美三大洲的最短大弧航线,但地理位置偏僻,气候严寒,沿岸地区人烟稀少,航运困难。航运较发达的是北欧海域的挪威海及巴伦支海。从20世纪30年*开代**辟的西起俄罗斯的摩尔曼斯克到符拉迪沃斯托克(海参崴)的航海线,全长1万多千米,具有重要意义。固定的航空线有从摩尔曼斯克直达挪威斯瓦尔巴群岛、冰岛雷克雅未克和英国伦敦的航线。
推荐书目
毛汉英. 北冰洋. 天津:天津人民出版社,1980.
REY L. The Arctic Ocean: The Hydrographic Environment and the Fate of Pollutant. London: Macmillan Press, 1982.
摘自:《中国大百科全书(第2版)》第2册,中国大百科全书出版社,2009年