海冰的形成及影响？

海冰的形成：
纯淡水在0℃时结冰，4℃时密度最大。但海水则不同，无论是冰点温度I（指海水开始结冰时的温度），还是最大密度时的温度 均与 盐度有关。这两个温度均随盐度增大而线性下降， 递减较快，在盐度为24.69时，海水的I与 取同一数值，均为-1.33℃。当S<24.69的海水时， > I，因此，当气温下降时，首先达到 ，此时乃有垂直方向的 对流混合，当水温继续下降接近I时， 表层水的密度已非最大并逐渐趋向稳定，于是水温稍低于冰点时就迅速结冰。S>24.69的海水， < I。因此，水温逐渐下降至冰点温度的过程，也就是 海水密度不断增大的过程，因而变重下沉，发生对流，这种对流过程会一直持续到海水冻结时为止。当海水冻结时，不是所有盐分都包含在海冰中，因此，冰下的 海水盐度就会增大，加强了海水的对流。当水温降至冰点以下，海水达到某种程度的 过冷水以后，就形成海冰。
海洋中冻结而成的咸水冰。最初形成的海冰是针状的或薄片状的，随后聚集和 凝结，并在 风力、 海流、 海浪 和 潮汐的作用下，互相堆叠而成 重叠冰和堆积冰；继而形成糊状或海绵状；进一步冻结后，成为漂浮于海面的冰皮或冰饼，也叫莲叶冰；海面布满这种冰后，便向厚度方向延伸，形成覆盖海面的灰冰和白冰。
海冰的形成可以开始于海水的任何一层，甚至于海底。在水面以下形成的冰叫做水下冰，也称为潜冰，粘附在海底的冰称为锚冰。由于深层冰密度比海水密度小，当它们成长至一定的程度时，就将从不同的深度上浮到海面，使海面上的冰不断地增厚。
影响：
1、对海洋 水文要素铅直分布的影响由于结冰过程中存在的海水铅直 对流混合常达到相当大的深度，在浅水区可直达海底，从而导致所有海洋水文要素的铅直分布较为均匀。这一过程又能把表层 高溶解氧的海水向下输送，同时把底层富含 浮游植物所需要的 营养盐类的肥沃海水输送到表层，有利于生物的大量繁殖。因此，有结冰的海域，特别是极地海区往往具有丰富的渔业资源。例如南极的 鳞虾和鲸渔场闻名世界，与此即有直接关系。
融冰时，表层会形成暖而淡的水层覆盖在高盐的冷水之上，出现 密度跃层，这又会影响各种 水文要素的铅直分布和上下水交换。
2、对 海洋动力现象的影响海冰的存在对潮汐、潮流的影响极大，它将阻尼潮位的降落和潮流的运动，减小潮差和流速；同样，海冰也将使波高减小，阻碍海浪的传播等。
3、对海水热状况的影响
当海面有海冰存在时，海水通过蒸发和湍流等途径与大气所进行的 热交换大为减少，同时由于海冰的热传导性 极差，对海洋起着“皮袄”的作用。海冰对 太阳辐射能的 反射率大，以及其融解 潜热高等，都能制约 海水温度的变化，所以在极地海域水温年变幅只有 1℃左右。
4、极地海区形成 大洋底层水特别在南极 大陆架上海水的大量冻结，使冰下海水具有增盐、低温从而 高密的特性，它沿陆架向下滑沉可至底层，形成所谓 南极底层水，并向三大洋散布，从而对海洋水文状况具有十分重要的影响。
总之，海冰不仅对海洋水文状况自身，对 大气环流和 气候变化会产生巨大的影响，而且会直接影响人类的社会实践活动。例如，它能直接封锁港口和航道，阻断 海上运输，毁坏海洋工程设施和船只。20 世纪40 年代以来，高纬沿海国家相继开展了海冰观测和研究工作，发布冰山险情和海冰预报。利用岸站、船舶、飞机、浮冰漂流站、雷达及卫星等多种途径对海冰和冰山进行观测，并利用数理统计、天气学和动力学数值方法发布海冰的长、中、短期预报。
特征：
海冰一般情况下都浮于海面，形状规则的海冰露出水面的高度为总厚度的1/7～1/10，尖顶冰露出的高度达总厚度的1/4～1/3。 反射率为0.50～0.70，抗压强度约为淡水冰的3/4。

1、密度
海冰中因为含有气泡，密度一般低于此值，新冰的密度大致为914～915 ，海冰的密度随 盐度增加和空气含量的减少而加大。
冰龄越长，由于冰中卤汁渗出，密度则越小。夏末时的海冰密度可降至860 左右。由于海冰 密度比海水小，所以它总是浮在海面上。

2、盐度
海冰的 盐度是指其融化 后海水的盐度，一般为3～7‰左右。海水结冰时，是其中的水冻结，而将其中的盐分排挤出来，部分来不及流走的盐分以卤汁的形式被包围在冰晶之间的空隙里形成“盐泡”。此外，海水结冰时，还将来不及逸出的气体包围在冰晶之间，形成“气泡”。因此，海冰实际上是淡水冰晶、卤汁和气泡的混合物。
海冰盐度的高低取决于冻结前海水的盐度、冻结的速度和冰龄等因素。冻结前海水的盐度越高，海冰的盐度可能也高。在 南极大陆附近海域测得的海冰盐度高达22～23。结冰时气温越低，结冰速度越快，来不及流出而被包围进冰晶中的卤汁就越多，海冰的盐度自然要大。在冰层中，由于下层结冰 的速度比上层要慢，故 盐度随深度的加大而降低。当海冰经过夏季时，冰面融化也会使冰中卤汁流出，导致盐度降低，在极地的多年老冰中，盐度几乎为零。

3、比热容
海冰的 比热容比纯水冰大，且随 盐度的增高而增大。纯水冰的 比热容受温度的影响不大，而海冰则随温度的降低有所降低。在低温时，由于其含卤汁少，因此随温度和盐度的变化都不大，接近 于纯水冰的比热。但在高温时，特别在 冰点附近(-2℃)，由于海冰中的卤水随温度的升降有 相变，即降温时卤水中的纯水结冰析出，升温时冰融化进入卤水之中，从而使其比热容分别有所减小和增大。其减小和增大值因其盐度而有极大差异，低盐时其比热容小，而高盐时其比热容将比纯水冰大数倍，甚至十几倍。

4、导热性
海冰的融解 潜热也比纯水冰的大。海冰的热传导系数比纯 水冰小，因为海冰中含有气泡，而空气的热传导系数是很小的。海冰的热传导系数略大于海水的分子热传导系数，因而海冰限制了海洋向大气的 热量输送，而且也使海洋的蒸发失热大为减少，从而形成了海洋的 保护层。
由于海冰上部的空隙比下层的空隙多，所以其热导系数也随深度，即由冰面向下的厚度而增大，超过 1m 的海冰其热传导系数就与纯水冰相差不大，在表面附近约为纯水冰的1/3 左右。

5、膨胀系数
海冰的热膨胀系数随海冰的温度和 盐度而变化。对低盐海冰，随着温度的降低，它开始是膨胀，继之变为收缩。由膨胀变为收缩的临界温度值随海冰盐度的增加而降低。对于高盐海冰，随温度降低始终是膨胀的，但膨胀系数越来越小。

6、抗压强度
海冰的抗压强度主要取决于海冰的盐度、温度和冰龄。通常新冰比老冰的抗压强度大，低 盐度的海冰比高盐度的海冰抗压强度大，所以海冰不如淡水冰密度坚硬，在一般情况下海冰坚固程度约为淡水冰的75%，人在5厘米厚的河冰上面可以安全行走，而在海冰上面安全行走则要有7厘米厚的冰。当然，冰的温度愈低，抗压强度也愈大。1969年渤海特大冰封时期，为解救船只，空军曾在60厘米厚的堆积冰层上投放30公斤 炸药包，结果还没有炸破冰层。