寒带

极圈范围内的气候地带

寒带

寒带，指南半球极圈和北半球极圈以内的高纬度气候地带，即南北纬66°34′与90°之间的纬度带。[4][5]在全球五大气候带中，寒带拥有最小的面积，占地球表面的8.3%，分为北寒带（北极气候区）和南寒带（南极气候区）。[6][7]由于太阳高度角极小，入射角大，获得的太阳能量最少，气温终年很低，所以称为寒带，并有极昼、极夜现象。[1][7]寒带主要分为苔原气候和冰原气候，地面常年被冰层覆盖，大部分地区为永冻土。[8][9]此外，动植物主要集中于苔原气候区。[10][11]寒带的生态系统与地球上其他地区相比更加隔绝，也更加脆弱，因此易发生生态变化。[12]

寒带，指南半球极圈和北半球极圈以内的高纬度气候地带，即南北纬66°34′与90°之间的纬度带。[5][6]在全球五大气候带中，寒带拥有最小的面积，占地球表面的8.3%，分为北寒带（北极气候区）和南寒带（南极气候区）。[7][8]由于太阳高度角极小，入射角大，获得的太阳能量最少，气温终年很低，所以称为寒带，并有极昼、极夜现象。[2][8]

寒带主要分为苔原气候和冰原气候，地面常年被冰层覆盖，大部分地区为永冻土。[9][10]此外，动植物主要集中于苔原气候区。[11][12]寒带的生态系统与地球上其他地区相比更加隔绝，也更加脆弱，因此易发生生态变化。[13]

范围

寒带分为北寒带和南寒带。[4]

寒带、温带、热带的面积
寒带、温带、热带的面积

北寒带

北寒带是指北极圈到北极点的地区，纬度范围为北纬66°34′到北纬90°之间的地区。[5][8]由北冰洋和周围的陆地组成，包括北冰洋盆地和斯堪的纳维亚半岛北部、格陵兰岛和斯匹次卑尔根岛的所有地区，以及美国阿拉斯加州、加拿大、挪威和俄罗斯的北部地区。[14][15]陆地总面积约占800万平方公里，人口很少，总共不到几十万。[16]其中，因纽特人（又称爱斯基摩人），生活在加拿大北极和格陵兰岛。[17]

南寒带

南寒带是指南极圈到南极点的地区，纬度范围为南纬66°34′到南纬90°之间的地区。[5][8]主要包括南大洋、南极洲。其中南极洲覆盖着终年不化的冰雪，四周为海洋，没有人类长期居住。[18][19]

温度

由于太阳照射时间短，寒带的地面和大气吸收热量极少，终年气温极低。[8]寒带最冷月平均气温低达-50℃；最热月平均气温在10℃以下，部分地区全年0℃以下。[18][20]

降水

除了受海洋调节影响的部分地区，大部分寒带地区寒冷少雨。[18]其整体年降水量通常在200-300毫米，且蒸发量低，气候湿润。[21]

极地高压区与副极地低气压区

在偏向力的作用下，暖气流从副热带高气压流向极地，在北半球变为西南风，南半球变为西北风，且越靠近极圈，方向越偏西。又因极地附近的地转偏向力强，气流旋转速度快，从而产生较大的离心力，因此极地地区应该是低气压。但由于极地温度低，气压高，两者相抵后，极地出现高压，高压的周围出现低压槽，于是产生极地高压区和纬度60°附近的副极地低压区。[22]

极地环流

极地高压区流出的冷气流，受偏向力的影响变为北半球的东北风和南半球的东南风，称为极地东风。副热带高压带流入的热气流和极地流入的冷气流，在纬度60°附近形成一个锋面；而暖空气上升、冷空气下沉又形成了闭合的环流圈，也就是“极地环流”。[22]

极昼与极夜现象

由于太阳高度角极小，寒带范围内每年都会出现太阳昼夜照射和昼夜无法照射到的情况。[4]太阳永不落，天空总是亮的现象称为极昼，也叫白夜；与极昼相反，太阳总不出来，天空总是黑的现象称为极夜。[23]随着纬度的增加，极昼极夜持续的时长也随之增加，极圈的极昼极夜时长为1日，南北纬75°的为100天，两极的为半年。[2][7]

五带与极昼极夜
五带与极昼极夜

气候类型

寒带气候 ，又称为极地气候，主要分布于亚洲和北美大陆在北极圈以北的大部分地区，终年寒冷。寒带气候分为两种类型：寒带苔原气候、寒带冰原气候。[10]

苔原气候

寒带苔原气候，又称极地长寒气候，受北极高压控制，全年皆冬，仅2~3个月的月平均气温在0-10℃。[10]全年降水量少，年降水量通常仅有200-300毫米，且以降雪为主。[3]苔原气候受北极高压控制，气温低，蒸发弱，相对湿度高，部分冰雪短期融解。[10]

苔原冬季漫长严寒，夏季短促凉爽，植物平均营养期为2-3个月。其冰冻层接近地表，土壤永冻层深达150-200厘米，夏季水分不能下渗，土壤表层停滞积水，形成沼泽化现象。[3][24]又因为寒带风大，冬季时的风速可达15-30米/秒，所以寒带区域不适宜乔木生长，自然植被多苔藓、地衣及小灌木，由此称为苔原景观。[3][25]

在北寒带区域，苔原气候主要分布于北极圈以内，亚欧大陆和北美大陆的北缘，格陵兰沿海部分区域及北冰洋部分岛屿。[10][3]南寒带苔原气候主要分布于马尔维纳斯群岛（福克兰群岛）、南设得兰群岛及南奥克尼群岛等地。[3]

苔原气候景观
苔原气候景观

冰原气候

寒带冰原气候，又称极地冰原气候或冰冻气候，其受南、北极高压影响控制，全年气候极为严寒，最热月平均气温也在0℃以下。冰原气候降水很少，年降水量小于250毫米，全为降雪。[10][26]冰雪终年不化，地面常年被巨大厚冰层覆盖，草木不生。[10]

冰原气候全年温度0℃以下，极昼期间，地面为冰雪覆盖，能反射五分之四的太阳光，年平均气温全球最低。由于温度低，冰雪不会融化，长期积累形成厚冰原。冰原地区几乎没有植被，仅在没有大陆冰的位置分布一些苔藓和地衣等低等植物。[26]

冰原气候主要分布于格陵兰、南极大陆的冰冻高原、北冰洋的部分岛屿。[26]

北寒带

苔原植被（冻原），是寒带植物的代表，以极地或极地高山灌木、草本植物、苔藓和地衣为主的，层次不多的草本植被型。[25][27]位于北冰洋的周围沿岸、欧亚大陆的北部、美洲北部。[21]整个苔原系统的动物主要有旅鼠、苍蝇、蚊子、螨、蠓、蜘蛛、蜈蚣、蝴蝶和蛾子等。[11][28]其中，苔藓有500多种，主要用于保护灌木、草本植物的根、茎和更新芽。地衣有3000多种，作用同苔藓。[29][30]开花植物有900多种，代表植物为辣根菜、蜘蛛虎耳草、报春花、罂粟。大部分花向着太阳开放，并呈杯型，以便尽可能多地采集太阳光。[30][31]在66°N-71°N的阿拉斯加北部及加拿大的北部岛屿上，生长着53个有花植物科的450种开花植物；80°N左右的格陵兰岛北部地区，可以看到90多种各种各样的开花植物。[30]而常绿植物包括可贴地的针叶灌木，坚硬扁平的小灌木和灌木，石南型叶、叶缘卷曲的灌木，在春季可以快速进行光合作用，不必耗时形成新叶。许多植物贴地生长，为了抗风、保温及减少植物蒸腾。[31]生活其中的动物主要有驯鹿、麝牛、北极狐、北极狼、北极熊等，鸟类主要有灰鸥、雪鸮等，夏季多有候鸟迁来繁息。[29][32][12]

北寒带里的苔藓
北寒带里的苔藓

森林地区，常以针叶树为建群种，包括常绿和落叶，耐寒、耐旱、喜温、喜湿等类型的针叶纯林和混交林。也是雪兔赖以生存的地方。[33][34]

对于海洋，主要有海豹、北极鳕鱼等；北极露脊鲸、角鲸、海象，位于北极水域；白鲸，大多数位于欧洲、美国阿拉斯加和加拿大以北的海域，会在北极水域出没。[11][32][35]

对于土壤，寒带地区的是冻原土，且有永冻层，深达150-200厘米。在夏季，通常有几英寸厚的酸性棕色亚粘土，其下一英尺深即为永久冻土。由于永冻层士壞的强烈冷却，上部水不能下潜，会引发沼泽化现象。[25][36]

对于岩溶，因为寒带有永久冻土和季节冻土分布，极大地限制了地表水的活动和地下水的补给，导致岩溶作用极其微弱。而岩溶作用时间久，所以仍有小型溶沟和浅洼地发育，在冻土层下也可形成溶洞。寒带以发育地下岩溶为主，且地表岩溶作用很微弱，以机械作用为主。[37]

南寒带

植被以苔藓和地衣为主。主要位于南极的大陆边缘、南极附近的一些南极洲岛屿。[38]其中，苔藓有75种，分布没有地衣广，营养主要来源于鸟粪和岩石风化物。[30][39]生活于苔藓的动物主要有螨（又称无翅南极蝇）、扁虱、缓步类动物。[40]地衣约400种。分布最广、种类最多，有几种地衣的假根可以分泌地衣酸，溶解岩石，一方面固定自己，另一方面从中得到营养。[30][41]生活于地衣的动物主要有尖尾虫（又称弹尾虫）、蜘蛛、螨。[40]南寒带的藻类广泛分布于绿洲的陆原地面、岩石表面、石缝、冰雪以及冰雪融化时形成的暂时性溪流和水塘中，其中，冰雪融化的溪流中常有皱溪苔类生长，特别是从企鹅栖息地流上的溪水中，由于含有丰富的氮、磷营养盐，藻类的生长更加繁茂。[42]生活其中的动物有镰螫螨、水蚤、缓步类动物。[40]开花植物仅有4种，其中两种为草本的南极发草和石竹科。[30][38]此外，南寒带存在特有种类，如克尔格伦群岛上的克尔格伦甘蓝（Pringleauntis corbulica）。[38]

对于海洋，主要有海豹（比北寒带的数量多）、海象、海狮、南极鳕鱼、乌贼、南极磷虾。[43][32]鲸鱼，如须鲸类的蓝鲸、座头鲸、长须鲸、南露脊鲸、塞鲸、小须鲸、缟臂鲸等，齿鲸类的抹香鲸和虎鲸。[43][44]企鹅，地区独有的是阿德利企鹅和帝企鹅，此外还有帽带企鹅（又名南极企鹅）、巴布亚企鹅（又名金图企鹅）、马卡罗尼企鹅、王企鹅、跳岩企鹅等。[45][46]海鸟，除不会飞的企鹅外，其他均为飞鸟，如雪海燕、信天翁、贼鸥、南极海燕、鞘嘴鸥、巨海燕、南极鸽、蓝眼鸬鹚、海鸥、燕鸥、鸬鹚等。[43][44]

居住在南寒带的帝企鹅
居住在南寒带的帝企鹅

参考资料 46

  1. 参考 1
  2. 参考 2
  3. 参考 3
  4. 参考 4
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  6. 参考 6
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  14. Arctic — National Geographic
  15. The Arctic: Location & Geography — Dive and Discover
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  23. 极地猎奇——极昼极夜 — 中国气象局
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  28. 北极昆虫 — 中国科学院科普云平台
  29. 北极寒带灌丛 — 中国大百科全书
  30. 北极的植物 — 中国科学院科普云平台
  31. 北极苔原，欣赏更多图片 — 中国科普博览_冰雪馆
  32. Animals in the Frigid Zone — SCIENCING
  33. 寒带森林 — 中国大百科全书
  34. 雪兔 — 中国大百科全书
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  40. 陆地动物 — 中国科学院科普云平台
  41. 地衣 — 中国科学院科普云平台
  42. 藻类 — 中国科学院科普云平台
  43. 第七大陆——南极洲，南极鸟类，海洋生物，鲸鱼的世界 — 中国科学院科普云平台
  44. About the Animals From Antarctica — SCIENCING
  45. 南极企鹅种类分布 — 中国科学院科普云平台
  46. The Penguins of the Tundra Biome — SCIENCING
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