第二部分神秘的海底世界(2)
洋流来自何方
经过研究,人们发现,洋流既可以是一支浅而狭窄的水流,仅仅沿着海洋表面流动,也可以是一股深而广阔的洪流,数百万吨海水一齐向前奔流。
影响洋流形成的因素很多,通常认为,主要是风“玩”的把戏,其次是海水密度不同的作用,而地球的自转、大陆轮廓和岛屿的分布、海底的起伏、季节的变化和江河人海的水量等等,也对洋流的形成与分布产生不小的影响。
你想想,如果风总是朝着一个方向吹,那么会怎样呢?盛行风在海洋表面吹过时,风对海面的摩擦力,以及风对波浪迎风面施加的风压,迫使海水顺着风的方向在浩瀚的海洋里作长距离的远征,这样形成的洋流称为风海流。风海流也叫漂流,是洋流系统中规模最大、流程最远的洋流。同时,受地球自转偏向力的影响,表面海水的流动方向则与风向发生偏离,北半球表面洋流的流向偏往风向的右方,而南半球则偏向左方,即北半球向右偏,南半球向左偏。
表面海水的流动,由摩擦力带动了下层海水也发生流动;由于自上而下的层层牵引,深层海水也可以流动。只是流速受摩擦力的影响越来越小。到达某一深度时,流速只有表面流速的4.3%左右。这个深度就是风海流向深层水域影响的下限,称为风海流的摩擦深度,大洋中一般在200。300米深处。例如,表面洋流的流速若是50厘米/秒,这个深度上的流速仅为2厘米/秒。
海洋表面风力越强,风速越大,表面风海流的流速就越大,它所能影响的深度也越大。
由于海水密度在水平方向上分布不均匀而产生的海水流动,称为密度流。
世界上一些著名的洋流,如湾流、黑潮、赤道流等,都是与海洋水密度分布有关的洋流。而大西洋与地中海之间,地中海与黑海之间,分别通过直布罗陀海峡和土耳其海峡的水体交换,更是因盐度差异而形成密度流的典型例子。
海水具有连续性和不可压缩性,一个海区的海水流出,相邻海区的海水就要来补充,这样形成的洋流称为补偿流,补偿流既有水平方向的,也有垂直方向的。
例如,在离岸风的长期吹送下,表层海水离开海岸,相邻海区的海水就会流到这个海区,形成水平方向上的补偿流;同时,下层海水也上升到海面,来补偿离岸流去的海水,形成垂直方向上的上升流。上升流在大陆的西海岸比较明显,秘鲁和智利海岸、加利福尼亚海岸、非洲的西南和西北海岸都有分布。洋流在表层流动遇到海岸或岛屿时,不仅在水平方向上发生分流,而且在垂直方向上产生下降流和底层流。补偿流常常配合风海流和密度流,形成大洋表层巨大的环流。
海洋上,洋流的形成往往是多方面因素综合作用形成的,上面分成的三种类型,有时是很难严格地加以区别的。
根据洋流的温度,可以分为性质不同的暖流和寒流。洋流的水温比流经海区水温高的称为暖流,水温比流经海区水温低的称为寒流。暖流大多发源于低纬海区,从较低纬度流向较高纬度,一般水温较高,盐度较大,含氧量较低,浮游生物的数量较少,海水透明度较大,水色大多发蓝。寒流大多发源于高纬海区,从较高纬度流向较低纬度,一般水温较低,盐度较小,含氧量较高,浮游生物数量较多,海水透明度较小,水色多呈暗绿色。通常,在北半球,由南向北流的是暖流,从北向南流的是寒流,南半球则正好相反。
此外,根据海洋的垂直分布状况,还可以分为表层洋流和深层洋流;根据洋流流向流速的变化大小,还可以分为稳定流和非稳定流,一般我们常说的洋流,大多是指稳定流。
黑潮、亲潮和秘鲁寒流
太平洋纵贯南北半球,是世界上面积最大的大洋,在赤道至南北纬40°~50°的范围内,南北各有一个大洋环流。
北太平洋的北赤道洋流,长达14000公里,宽数百公里,平均每天流动距离约35公里。北赤道洋流大致从中美洲西部海域开始,向东向西流动,至菲律宾群岛,主流沿群岛东侧北上,形成黑潮。
黑潮是北赤道洋流的延续,温度高,盐度大,水色呈现蓝黑色,透明度大,是世界上仅次于湾流的第二大暖流。
黑潮全长约6000公里,宽约200~350公里,厚度平均约400米.,最长厚度可达1000多米,流速50—250厘米/秒,大致每昼夜可流动60~90公里,水面的温度夏季约29℃~30℃,即使是严寒的冬季,水温也在20℃以上。黑潮在东海时的流量约为长江流量的1000倍,相当于世界河流总流量的20倍,浩浩****,奔流不息,是太平洋西部引人注目的一股暖流。
亲潮发源于白令海峡,沿堪察加半岛海岸和千岛群岛南下,又称为千岛寒流。亲潮比黑潮规模小,流至北纬30°~40°附近海区,与黑潮汇合,折向东流,并与阿拉斯加暖流共同组成反时针方向流动的副极地环流。
秘鲁寒流从南纬45°左右的西风流开始,经智利、秘鲁、厄瓜多尔等国沿海北上,直达赤道海域的加拉帕戈斯群岛附近,流程长达4500多公里,是世界大洋中行程最长的一支寒流。它的平均宽度在智利海岸附近为180多公里,秘鲁沿海为450多公里,流速每昼夜约11公里,水温在15℃~19℃之间,比邻近海区的水温低7℃~10℃,是世界著名的寒流之一。
庞大的“暖水管”
大西洋的赤道南北,也有两个与太平洋位置大体相似的大洋环流。
北大西洋的北赤道洋流,大致从佛得角群岛开始,沿北纬15°~20°之间自东向西流动,至安的列斯群岛附近,称安的列斯暖流。南大西洋的南赤道洋流,从非洲沿岸流向美洲沿岸,到南纬7。附近巴西东部向东突出的罗克角,分为南、北两支。
在大西洋南北两个环流中,以墨西哥湾暖流最著名。墨西哥湾暖流,又简称湾流,是世界大洋中宽度最大、流程最长、水温最高、影响最深远的暖流。习惯上,人们把佛罗里达暖流、墨西哥湾暖流和北大西洋暖流,合称为一个湾流系统。
这个规模巨大的湾流,总流量为7500~10000万立方米/秒,比黑潮暖流大近一倍,几乎相当于世界陆地上所有河流总流量的40倍。
湾流汇聚了大西洋南北两股赤道洋流,又在加勒比海和墨西哥湾内流动了较长的时间,成为热量丰富的强大暖流。据测量和计算,每小时约有900亿吨温暖的海水从墨西哥湾流人大西洋;湾流每供给英吉利海峡1米长海岸线的热量,约相当于燃烧6万吨煤的热量;每年带给挪威沿海的热量,约相当于这里太阳辐射量的1/3左右,用这些热量可以发出强大的电能,假如用石油作燃料生产同样多的电能,那么,平均每分钟必须有一艘10万吨级的油轮,不间断地为发电厂运油加添油料。
可见,湾流的热量非常庞大,人们形象地称它为永不停息地输送热量的“暖水管”!
庞大的“暖水管”,使流经地区的水温和气温显著上升。这样,西欧和北欧的西部,便形成了典型的温带海洋性气候。所以,西北欧的斯堪的纳维亚半岛上生长着郁郁葱葱的针叶林和混交林,而北美东北部的格陵兰岛则绝大部分是白雪皑皑的冰封世界。湾流对西北欧气候的影响,以冬季为最明显。挪威西部沿海1月平均气温为0℃左右,北极圈内的巴伦支海西南部终年不封冻,位于北纬69℃附近的苏联科拉半岛的摩尔曼斯克,成为举世罕见的高纬地区的不冻港。你如果到那一带地区去,会发现许多奇特的自然现象:那里有南面吹来的凛冽寒风,有北方刮来的习习暖气;有夏季纷纷飘扬的六月雪,有冬天阴云缠绵的元月雨;那里有大雁春天向南飞行,海鸥则秋天向北展翅。
纬地区的不冻港。你如果到那一带地区去,会发现许多奇特的自然现象:那里有南面吹来的凛冽寒风,有北方刮来的习习暖气;有夏季纷纷飘扬的六月雪,有冬天阴云缠绵的元月雨;那里有大雁春天向南飞行,海鸥则秋天向北展翅。
受湾流的影响,北大西洋东西两侧海域,气候迥然不同;英国设得兰群岛以东海域,1月平均气温约为3.4℃;而同纬度的加拿大拉布拉多半岛东北海域,却为-19℃,二者相差22.4℃!
“转向”环流和北冰洋洋流
印度洋的大洋环流,受地理环境的影响,南、北具有不同的组成和特点。
印度洋南部的大洋环流比较稳定。低纬海区在盛行东南信风的吹送下,南赤道洋流自东向西横过印度洋。势力强大,流向稳定。而印度洋北部因受大陆限制和季风环流的影响,冬夏洋流要“转向”,形成随着季节转换而变换流向的洋流系统。从10月到第二年4月,这里受东北季风的影响,北部海水自东向西流动,形成反时针方向的冬季环流,尤以12月和1月表现得最为明显。从5月到9月,这里受西南季风的影响,北部海水自西向东流动,形成顺时针方向的夏季环流,尤以7月和8月最为典型。
北冰洋地处高纬,面积最小,气候严寒,冰覆盖广,即使是夏季,冰雪覆盖的面积也在2/3左右。那么,北冰洋里有没有洋流呢?回答是:有。