一、南极地区概述
南极洲面积共约万平方千米，占世界陆地面积的10%，是世界第五大陆。
南极洲是世界上最边远的大洲，除南极半岛北端以外,绝大部分地区均位于南极圈内，其陆地的98％常年被冰雪覆盖，冰盖的平均厚度约为2.0-2.5km，最厚可达4.8km。
南极洲大致以南极点为中心，包括南极大陆及其周围岛屿，总面积约×km2，其中大陆面积为×km2，岛屿面积约7.6×km2，其余为罗斯海等海域面积，海岸线2.47×km。南极大陆均处于60°S~90°S之间，为全球平均海拔最高的大陆，平均海拔高度为m。大陆周缘约有.2×km2的冰架，且陆地面积的98％常年被冰雪覆盖，冰盖的平均厚度约为2.0-2.5km，最厚可达4.8km。
大陆两侧为威德尔海和罗斯海，分别发育龙尼冰架和罗斯冰架，也是南极最大的两个冰架，其他较大的冰架还有埃默里冰架和拉森冰架等。围绕南极大陆的主要海域除威德尔海和罗斯海以外还有哈康七世海、戴维斯海、迪蒙迪维尔海、阿蒙森海和别林斯高晋海等。
南极的气候极端，为世界上平均温度最低的地区，平均温度和极端温度都比北极低20℃。在南极点最冷的月平均温度为-59.8℃，而最暖的月平均气温为-28℃。在南极俄罗斯东方站曾测到-89.5℃的气温（崔祥斌，），这也是迄今为止所观测到的最低地面温度。
南极大陆有“世界风极”之称，除南极半岛以外大都数地区都有过超过40m/s的风速，年平均风速超过11m/s，迪·迪尔维尔考察站、莫森考察站等地区常年狂风肆虐，地面风速40~50m/s,在莫森站曾观测到82m/s的最大风速（卞林根，）。南极大陆沿海地区年平均降水量为mm，而东南极内陆地区的降水量低于50mm，在南极点附近，年平均降水量仅为3mm，因此有“白色沙漠”之称（崔祥斌，）。
南极和北极地区的区域位置图（据互联网资料）
南极区域降水及等温线图（据互联网资料）
南极洲所在的南极板块被洋中脊环绕，包括东南印度洋中脊、西南印度洋中脊、南美洲-南极洲洋中脊、智利海隆、太平洋-南极洲洋中脊等，海沟仅限于智利海沟等。在南美洲和南极半岛的交接处，其板块边界不明确，其间有多个微板块组成（任爱*，；马龙，）。
二、“南大洋”
南极洲四周围绕着多风暴且易结冰的“南大洋”，为学术研究上方便，简称为“南大洋”，并无国际社会认同。
南极环极洋流循环示意图（据互联网资料）
洋流沿顺时针方向绕南极洲流动，流经新西兰以南的，环绕Campbell高原边缘。Chatham海岭将洋流偏转后，进入太平洋。图中的这些箭头对实际洋流进行了简化，洋流运动受到风、水温和盐度、海底地形和地球自转的影响。
“南大洋”的环极海峡，允许巨大的洋流，即南极环极洋流(theAntarcticCircumpolarCurrent，ACC)，从西到东环绕南极洲发生顺时针方向的流动。全球的这些大洋盆地除了其南部边界外，几乎都被陆地包围，南极环极洋流(ACC)，是大洋盆地之间交换水、热和其他属性的重要方式。例如，南极环极洋流(ACC)每秒从印度输送约1.45亿立方米水到澳大利亚南部的太平洋盆地，相当于世界上所有河流流量总和的倍。南极环极洋流(ACC)将大西洋、太平洋和印度洋连接起来，形成全球洋流运动网络，重新分配地球周围的热量，从而影响气候变化。南极环极洋流(ACC)造成盆地有机间联系，例如，现今在南大西洋发生的事情，可能会在几年后流动到下游，影响澳大利亚的气候(StephenRintoul和JohnChurch,2)。
20°S以南的洋流分布图(据deVosDesign,2)
箭头表示20°S以南的主要洋流。世界上最大的洋流是绕南极运动的洋流，由西向东顺时针方向运动。
左图南极绕极洋流顺时针方向的速度分布图
(theLosAlamosNationalLaboratory，）
通过计算机模拟了6年5月12日”南大洋”南极环极洋流的模型。来自卫星、漂浮物和带无线电标记的海洋动物的洋流数据，经过超级计算机处理，生成了精确的、高分辨率的“南大洋”模型。南极环极洋流是世界上最大的洋流，它沿顺时针方向绕着南极(中心)流动，使温暖的海水远离南极。图中显示了洋流的速度，从缓慢移动的蓝色海水到暗红色(每小时超过1.6公里)
右图南极洲周围的西风和大洋锋面（oceanfronts）（据互联网资料）
整个“南大洋”中可以看到详细的湍流结构特征，南极环极洋流由西向东环绕地球运动。在非洲南端Agulhas洋流，巨大的涡流（eddies）尤其明显。这些海洋模拟结果经过卫星和船测验证。即使单个涡旋也在10-公里尺度上，它们的累积效应也对地球气候产生巨大而长期的影响。在“南大洋”，涡旋将热量向极地输送。北半球大尺度环流的强度，对“南大洋”湍流非常敏感(theLosAlamosNationalLaboratory，）。
南极大陆周围洋流和漩涡高精度的可视化图
（theLosAlamosNationalLaboratory，）
颜色代表当前的洋流的速度，其中，白色表示快速，蓝色表示慢速
北大西洋深水通过”南大洋”的三维上升螺旋模型
(麻省理工学院，)
太平洋、大西洋和印度洋的大型深部洋流，向南流动，在南极洲汇合。它们进入“南大洋”后，它们发生倒转-从更深层处的带动海洋上升，然后在表面向北移动。这一倒转过程（overturning）完成了全球循环回路（theglobalcirculationloop），对于海洋吸收碳和热量，并为生物生产提供营养成分补给，以及认识冰架融化过程，具有非常重要的意义。
“南大洋”洋流循环模式图（据互联网资料）
三、南极冰盖
1.南极冰盖特征
南极大陆冰盖的平均厚度约为2.0-2.5km，最厚可达4.8km，98％的地区被冰盖覆盖。世界范围内的冰川，约占地球陆地面积的10%，而南极洲冰盖约占这一总面积的85%。按体积计算，南极洲冰盖储藏了世界上90%的冰川冰——如果这些冰全部融化的话，足以使世界海平面上升60多米。
南极冰盖卫星遥感雷达图像（据互联网资料）
南极冰盖包括较大的南极东部冰盖(底板位于海平面以上)和南极西部冰盖(底板主要位于海平面以下)。南极东部冰盖和西部冰盖具有截然不同的特征和历史。主要区别是:
南极东部冰盖(EAIS)的体积，大约是南极西部冰盖(WAIS)的9倍。EAIS的平均厚度为米，而南极西部冰盖的最大厚度为米。南极西部冰盖的海拔高度(在DomeArgus超过m)，高于南极西部冰盖，最大厚度m(在DomeCirce附近，69°56’S,°12’E)。与南极东部冰盖相比，西部冰盖位于大多数低于海平面的基岩上(最低底板的高程为米)。
南极冰盖厚度-地形剖面图（据互联网资料）
南极冰盖厚度-地形剖面图（据互联网资料）
2.南极冰盖的观测进展
自20世纪50年代以来，国际上针对南极冰盖开展了大量的冰雷达以及重、磁测量，这些测量结果被汇集并形成冰厚和冰下地形数据库，最新推出的成果便是BEDMAP2(BedrockMappingProject2)。该数据清晰展示了南极大陆绝大部分区域的冰下地貌，，冰下地貌本身反映了其早期的演化过程。
南极洲的的最高峰为文森山地，海拔为m，位于埃尔斯沃斯地。东南极内陆均被冰盖覆盖，形成了冰穹A、冰穹B、冰穹C和冰穹F，其中冰穹A海拔最高，也是东南极的最高点，海拔m，坐标为80°22′00″S，77°21′11″E。同时冰穹A也是南极大陆离海岸线最远的地区，距离为km。南极半岛最高峰科曼峰海拔m，位于帕默地南部。西南极地区火山众多，其中埃里伯斯火山至今仍在活动，海拔m，位于罗斯冰架东北角的罗斯岛上。横贯南极山脉最高峰马克姆山，是一个海拔分别为m和m的双峰，该地区还有其他很多海拔-m的山峰。
BEDMAP2(BedrockMappingProject，英国南极局，)的数据来源相对于BEDMAP1获得了大幅度扩展。自BEDMAP1（英国南极局，1）建立以来，各类针对冰厚的南极冰盖实地探测项目不断展开，南极甘伯采夫地区探测计划(AGAP)使用冰雷达与地震测深对东南极甘布尔采夫山以及兰伯特冰川盆地地区进行了详细的冰厚探测。国际气候与环境变化评估项目(ICECAP)也间接地对东南极进行了探测。冰桥项目(IceBridge)利用机载遥感，获得了西南极以及南极半岛大部分区域的冰盖表面高程以及冰盖厚度。在国际横穿南极计划(ITASE)中，中国对中山站至冰穹A（DomeA）断面和冰穹A区域进行了冰盖探测。除此之外，在东南极科茨地、阿蒙森海以及毛德皇后地等一些区域也进行了冰雷达探测。这些高精度冰厚测量数据是BEDMAP2相对于BEDMAP1质量提升的最主要数据来源，其数据量扩大了10倍（陈昀，）。
南极冰盖高程分布图（李江海和王辉，）
除了现场的冰盖探测数据，航空与卫星遥感数据近年来也获得大幅提高。ICESat等激光测高卫星获得了南极大部分区域新的冰盖表面高程信息，再与ERS等其他卫星数据相互整合而得到完整的冰盖与冰架数字高程模型。重力反演与气候实验卫星(GRACE)、地球重力场和海洋环流探测卫星(GOCE)等重力卫星的发射使得由重力转化得到的南极冰盖厚度更加精确。同时南极大陆周缘海的海洋测深工作得到了新的大洋水深图(GEBCO)栅格数据。
最终这些新的研究数据结合BEDMAP1中的一部分数据构成了BEDMAP2的原始数据，分辨率则从5km提升到了1km。
南极冰盖厚度分布图（李江海和王辉，）
南极洲冰盖运动速度及其厚度分布图
南极冰盖之下湖泊位置分布图（据互联网资料）
南极冰盖之下的地形起伏分布图（据互联网资料）
南极地图显示南极东部和西部冰盖的海拔高度(Lytheetal.)
四、南极冰盖的成因
因为低温寒冷，南极是世界上最干燥的大陆。人们把南极大陆称作白色的沙漠。南极是世界上最寒冷的地方，堪称“世界寒极”。南极点附近的平均气温为-49°C，寒季时可达-80°C。
据观测记录，整个南极大陆的年平均降水量只有55毫米。降雨量的多少从沿海向内陆呈明显下降的趋势。南极大陆的边缘沿海地区，冷暖气流的交汇，降水量较多，每年可达～毫米。南极大陆覆盖广袤的冰原，它的上空常年为高压冷气团控制，从海洋上吹来的暖湿气流根本无法进入南极内陆，寒冷冰原上空的冷空气异常干燥，含有的水蒸气极少，越往南极内陆，降水机会越少。年平均降水量只有30毫米，南极点附近只有5毫米，几乎没有降水现象。
南极冰盖卫星遥感图（据互联网资料）
五、南极冰盖与南极洋流的耦合作用
南极环极洋流(theAntarcticCircumpolarCurrent，ACC)，是地球上最强大的洋流，调节海洋和大气之间的热量和碳交换，并影响着海洋垂直结构、深水生产力以及全球分布营养物质分布及其化学示踪（chemicaltracers）。向东流动的南极环极洋流（ACC）在“南大洋”占据形成独特的环球路径。这是由冈瓦纳分裂期间，主要海洋通道（oceanicgateways）构造开启造成的，例如，通过塔斯马尼亚通道（Gateway）开启，沟通了印度洋和太平洋(HowieD.Scheetal.，)。
利用地球物理技术可以确定大陆-海洋边界的位置，塔斯马尼亚深水通道33+-1.5Ma开启。这个通道打开后，印度和太平洋岩芯沉积物记录了太平洋型钕同位素比值，揭示了相当于现今南极坡面流(AntarcticSlopeCurrent)大约30Ma开始向西深流。“南大洋”钕同位素记录到现代印度-大西洋比值的永久性变化，表明南极环极洋流开始出现。通过重建64°S处靠近北缘的西风带发现，“南大洋”水团大规模重组和均匀化，与塔斯马尼亚通道北缘，向中纬度西风带迁移相吻合。大约30Ma，南极环极洋流的出现，与全球海洋环流重大变化相吻合，并可能造成此后大气中二氧化碳含量较低（HowieD.Scheetal.,）。
南极大陆与“南大洋”位置图（据互联网资料）
80Ma的晚白垩世，南极洲处于亚热带气候，被森林覆盖，大陆的外缘到达南极，但还没有形成大冰盖。65Ma的白垩纪末期，恐龙灭绝，哺乳动物开始取而代之。南极洲继续向南漂移，并在53Ma的始新世气候变冷。南极洲开始被孤立，横贯南极山脉隆起。38Ma渐新世，南极洲处于南极位置，冰盖开始形成，第一只企鹅开始进化(Danthewhaler)。
80Ma的冈瓦纳大陆构造格局恢复图（据HannesGrobe）
渐新世-中新世南极洲与世隔绝形成冰盖(左图，Danthewhaler)
随着南极洲与其他大陆块分离，南极环极洋流出现，导致大陆天气系统与南极洲与其他大陆更加隔绝，大气温度持续下降，冰盖开始生长(据Danthewhaler)
本文据（李江海，，《世界地质学》（讲义））修改补充
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