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台风为何产生在热带海洋上(第1页)

台风为何产生在热带海洋上

台风是发生在北太平洋西部和南海的具有暖中心结构和台风眼区的强烈气旋性涡旋。1989年以前,中国将近中心最大风速17.2米/秒~32.6米/秒(8级~ll级)的热带气旋称为“台风”,最大风速大于32.7米/秒(12级以上)的热带气旋称为“强台风”。从1989年1月1日起,中国采用的台风等级标准与国际标准一致,即近中心最大风力为12级或以上的热带气旋,才称为“台风”。在大西洋把这类热带气旋称为“飓风”,在印度洋称为“热带风暴”。

热带海洋是台风的老家,台风形成的条件主要有两个:一是比较高的海洋温度;二是充沛的水汽。

在温度高的海域内,正好碰上了大气里发生一些扰动,大量空气开始往上升,使海面气压降低,这时海域外围的空气就源源不绝地流人上升区,又因地球自转的关系,使流人的空气像车轮那样旋转起来。当上升空气膨胀变冷,其中的水汽冷却凝成水滴时,要放出热量,这又助长了低层空气不断上升,使地面气压下降得更低,空气旋转得更加猛烈,这就形成了台风。

只有热带海洋才是台风生成的地方。那里海面气温非常高,使低层空气可以充分接受来自海面的热源。那里又是地球上水汽最丰富的地方,而这些水汽是台风形成发展的主要原动力。没有这个原动力,台风即使已经形成,也会消散。其次,那里离开赤道有一定距离,地球自转所产生的偏转力有一定的作用,有利于台风发展气旋式环流和气流辐合的加强。第三,热带海面情况比中纬度处单纯,因此,同一海域上方的空气,往往能保持较长时间的稳定条件,使台风有充分的时间积蓄能量,酝酿出台风。

在这些条件配合下,只要有合适的触发机制,例如,高空出现辐散气流或南北两半球的信风在赤道稍北地方相遇等,台风就会在某些热带海域形成并增强。根据统计,在热带海洋,台风常常产生在洋面温度超过26~C一27℃以上的区域。

产生台风的海洋,主要是菲律宾以东的海洋和南海。这些海区海水温度比较高,也是南北两半球信风相遇之处。

★致命的波浪

2003年11月16日上午8时43分,一次里氏7.5级的海底地震在阿拉斯加附近海域发生了,在不到25分钟的时间里,美国国家海洋与大气管理局便向美国太平洋沿岸地区发出了海啸警报,40分钟后,在距阿拉斯加南面好几百公里的海底里,一只压力传感器捕获到了这次海啸的前锋波浪。数据显示,这些波浪仅仅只有2厘米高,在以前的计算机模拟中,科学家已经知道,这样的波浪是不大可能对夏威夷和其他遥远的太平洋海岸构成威胁的,于是在警报发出90分钟后又将它撤销。

几个小时后,海啸抵达夏威夷的希罗湾,它的浪高只有21厘米,比事先预计的仅高出2厘米,海啸没有造成任何破坏。美国国家海洋与大气管理局太平洋海域与环境实验室的科学家埃迪·N·伯纳德说,成功地撤销一次警报意味着节省一笔资金,例如在这次海啸中,假若科学家没有充分的依据敢于撤销这次警报,那么仅夏威夷一地,人们的撤离费用就可高达6800万美元,而科学家在太平洋地区布设6个海底传感器的费用也只用了1760万美元。这些传感器布设于1997年,它们在太平洋里构成了一个监测网络。

在过去,一张海啸地图只能显示海啸可能淹没的区域,而今天,人们已经在用功能强大的计算机模拟海啸的力量了。菲利普·瓦特是美国运用流体力学的工程师,他和他的同事们在计算机上制作出了详细的数字模型,模型显示海岸的地形和可能被海啸淹没的区域,在需要的时候,这个模型可以立即演示某种海啸会给哪些地区造成何种程度的破坏,例如海浪是会击倒一个人,冲走一部汽车,还是掀翻一艘船。所有这些数据都将成为科学家预报海啸的根据。

海啸的发生是否有规律可循呢?要回答这个问题需要长期而详实的资料。在日本东北沿岸的一个叫宫古的地方,人们保留了一些有关海啸的记录,根据那些记录,科学家推测,至少在宫古这个地方,一次浪高4米的海啸大约平均每63年发生一次,浪高7米的海啸平均大约100年发生一次。在过去的141年里,这里的人们记录了3次海啸,其中两次浪高4米,一次浪高7米。而浪高20米的海啸会每229年出现一次。在1707年,一次这样狂暴的海啸袭击过日本西南的太平洋沿岸城市土佐清水。

★古老神话引出的海洋之谜

在古老的希腊神话世界里,并不是神创造天地,而是天地孕育神灵。大地是万物之母,最初地母瑞亚生了天王乌拉诺斯,然后相互结合,产下了许多巨人。他们威武有力,显赫一时,在天王领导下统治着天地世界。其中的特提斯和她的丈夫奥克阿诺斯,共同执掌着大洋的事业,成为大洋之神。在希腊文中“奥克阿诺斯”系英文O的词源,意思都是大洋。

特提斯容貌美丽,有“美发女神”和“银脚女神”之称。她心地善良,对遇难的神祗都尽力给予帮助。当时宙斯已成为新一代的神王,一次和美女卡利斯特相通,生了一个儿子。神后赫拉为此十分恼怒,使法术惩罚卡利斯特。宙斯决意把这母子俩保护起来,放在天空,成为大熊星和小熊星,享受日月的光辉。

赫拉拗不过宙斯,但又不甘心情敌得到这样的荣誉,就跑去找长辈特提斯和奥克阿诺斯,要求得到公正的待遇。特提斯和奥克阿诺斯答应进行干预。从此,大洋的大门对大熊星和小熊星关闭了,他们不能和其他星星一样可以回到大洋得到休息和养分,只准他们在天空中转悠,为人们指示方位,永远不得着地。

在地质历史的变迁中,有没有已经消失的海洋或者大陆呢?现已消亡的古海洋,会不会对大陆特别是山脉的形成具有决定性意义呢?1885年,维尔纳学派的地质学家诺伊迈尔发现沿阿尔卑斯至喜马拉雅一带,竟广泛分布着距今约2亿年到1.4亿年的侏罗纪海相沉积物,于是认为从中美洲直到印度,曾有一个东西延伸的海,两端分别和太平洋、印度洋相通,他把这个古海洋称为“中央地中海”。按照他绘的古地图,中央地中海的南侧有巴西、埃塞俄比亚大陆,以及由此分出的印度半岛和马达伽斯加岛;北侧是包括北美、格陵兰在内的尼亚库蒂克大陆和斯堪的纳维亚;东侧是被太平洋隔着的印度支那、澳大利亚。

可是,诺伊迈尔的岳父、奥地利著名地质学家爱德华.修斯却不赞成此说。早在1862年,修斯就注意到意大利道罗米蒂斯山的距今约2.4亿年的中三叠世自然环境和所含动物,与远隔万里的喜马拉雅北坡十分相似。1893年,修斯应邀出席英国地质学会的学术讨论会,发表了著名的演讲《海洋的深度是永恒的吗》。他把希腊神话的梦幻色彩构织到地质学中,宣称:现代地质学已经允许我们勾画出曾经横贯欧亚的浩瀚大洋的历史框架,从印度尼西亚,经过喜马拉雅和小亚细亚到西欧阿尔卑斯,曾经是一片汪洋。这个古老而消失的海洋以奥克阿诺斯的姐妹和妻子的名字来命名,叫“特提斯海”。

修斯翻开了特提斯的新篇章。随着本世纪60年代板块构造说的问世,许多地质学家承认,大约在距今2.8亿年前,地球上海陆分布的格局与今天完全不同。那时非洲、印度和澳大利亚是连在一起的古大陆,地质学上把它叫做冈瓦纳古陆,在冈瓦纳古陆的北部和欧亚古陆的南部,是一片规模巨大的以楔形插人的古海洋。地学界都沿袭了特提斯这个美丽而尊贵的名字,把它亲切地称为“特提斯海”或“特提斯洋”。现在,特提斯海差不多已完全消失,仅留下残存的地中海,所以特提斯海也叫古地中海。

当时的古陆中海面非常大,它不仅覆盖了整个中东以及今天的印度全境,就连广袤的中国大地和中亚地区,也几乎全被古地中海侵漫。在这片古海洋中,只有一些大小岛屿星棋布地矗立于茫茫碧波之中。当时存在于古海洋的岛屿,被地质学家称为古陆,在我国就有“华夏古陆”、“胶辽古陆”、“内蒙古陆”、“淮阴古陆”、“江南古陆”、“康滇古陆”等。古地中海的边缘海和浅海盆地是一片生机盎然的景象,各种珊瑚、各种鱼类、水陆两栖类,还有孔虫、藻类、腕足类、软体类处处可见。

大约距今2.5亿年前,冈瓦纳古陆开始向北漂移,到2.2亿年前,冈瓦纳古陆与欧亚大陆相撞,逐渐使古地中海封闭,但残留的浅海仍淹没着中国的西藏和南方的大部分地区,直到大约距今7000万年前,古地中海才完全退出了中国大陆。

随着时间的推移,冈瓦纳古陆分裂,印度板块迅速北上,不仅与欧亚大陆相撞,而且继续向北移动,顶住欧亚大陆,在其结合部就不断发生隆起抬升,于是逐渐形成今天的“世界屋脊”——青藏高原。到了距今800万年前,范围辽阔的古地中海由于两个大陆靠拢碰撞,面积大为缩小,逐渐失去与世界大洋的联系。古地中海完全封闭之后,成为一潭死水,加上当时气候干燥炎热,风急沙多,蒸发量大,海水逐渐减少。大约在距今700万年前,古地中海的海水全部蒸发光,变成一个长3218公里、宽1738公里、深5500米的干涸的大陷坑。赤地千里,干燥酷热,风沙滚滚,一派凄凉景象。

以上是一些地质学家脑海里的古地中海的兴衰图。可是,对于古地中海究竟是怎样演化并最终消失的,专家们却有不同的看法。

古地中海究竟是浩瀚的大洋,还是狭窄的小洋?它的闭合过程是分小块北漂,还是所谓的“手风琴”式?至今仍存在着完全对立的竟见。特提斯,迷幻的海呵……

★斑海豚的逃生之谜

东太平洋洋面是金枪鱼群出没最频繁的地区。由于金枪鱼的经济价值高于其它鱼类,因此世界各国的捕鱼船竞相在该地区捕捉金枪鱼。金枪鱼群习惯于跟着海豚团团转,有些在海豚周围游弋,但更多的却是躲在海豚肚底下跟着海豚游**。这样一来,渔民在捕捉金枪鱼的过程中,每年大约有10万头海豚被渔网一起拖上来。在拖上来的海豚中,有的早已被渔船上的机器轧死,有的却被缠在渔网上作垂死挣扎,但其中大部分早已因长时间被鱼群压在水底下而窒息致死或因其他原因死亡,只有极少数能幸存下来。

海豚的大批死亡引起了“联合国保护稀有动物委员会”以及全世界各种以保护动物和维持生态平衡为宗旨的组织的关注。这些组织一致要求在东太平洋地区捕捉金枪鱼的渔船在将渔网拖上船前来个“网开一面”,也就是说,将渔网的口子打开几分钟,让一些靠近网口的海豚可以逃生。在这些组织的压力下,东太平洋地区捕捉金枪鱼的各国终于达成了一项协议,规定各国渔船必须在将渔网拖上来之前将网口打开3分钟。

自从1988年实行了“网开一面”的措施以来,1988年被渔网拖上来的海豚较1987年减少了18%,1989年则减少了25%。可是,令一些海洋生物学家和科学家们感到迷惑不解的是:两年来被渔网拖上来的几乎都是旋纹海豚(SpinnerDolphin),而绝大部分斑海豚(SpottedDolphin)却在开网的一瞬间逃之天天了。

为了揭开这个谜,美国斯坦福大学海洋生物研究所的一位女海洋哺乳动物研究专家普利安博士做了一系列的实验,她亲自坐上玻璃箱沉到渔网下面或周围,仔细观察海豚在渔网中的活动。经过15次下水后,她拍摄了长达4万多米的录像片;从无数的镜头中可以看到,每当旋纹海豚被围在网中时,它们就乱跳乱蹦,慌作一团,到处乱窜;没等到渔网拖上船,有的已被压在鱼群下窒息而死,而其余的则被缠在网上气息奄奄了。可是斑海豚的“表现”却与旋纹海豚完全不同,每当它们被困在渔网中时,它们就一动不动地躺在水面上(看上去很像装死),还有少数则慢吞吞地在鱼群中钻来钻去,最后钻到了网口;当渔网一打开,这些海豚立即一跃而出,而那些“浮”在鱼群上面的“装死”的斑海豚也很快地尾随其后窜了出去,并且在大海中上窜下跳不停地跳跃,普利安女士在她的观察报告中写道:“在渔网的网口未打开时,那些等待在网口附近的斑海豚非常“镇静”,静悄悄地一动也不动,就像是候诊室中的病人耐心地在等待着医生就诊一样。可是当它们跳出“牢笼”后,它们就像是刚被释放的犯人一样,使足了全身的劲头在水面上鱼跃不息,来表明它们对获得‘自由’的‘喜悦心情。’”

为了要进一步弄清楚所发生的一切,这位胆大心细的女海洋生物学家又整整花了一年时间来探索这两种不同种类海豚的习性。她居住在东太平洋上的一个仅有数百名渔民居住的小岛上。每当有渔船出海捕捉金枪鱼时,她总是随船而行;经过多次“跟踪调查”,她发现每当渔船渐渐驶向金枪鱼群时,混在鱼群中的旋纹海豚都无动于衷,照样我行我素,结果就与金枪鱼一起被渔民一网打尽。可是斑海豚的“表现”却完全不同,它们在渔船还没有接近时就离开鱼群四散逃亡。更奇妙的是:每当海洋上空出现乌云或降雨时,这些斑海豚就会奋不顾身地向这些地区游去,看上去它们似乎是完全懂得渔船是不敢朝着雨区方向驶去的。

经过多次实际接触后,普利安女士才恍然大悟,她回想起那些困在网中的斑海豚之所以一步步“挤到”贴近网口处,主要是为了在网口打开时可以马上逃生。她认为那些海豚一定在以前也曾被困在网中过,并且也一定看到了它们的“同伴”们的逃生之道,它们就很快地学会了这一招。她认为那些海豚至少是第二次或第三次被困在网中了。

普利安女士还解剖了好几条外部并没有任何伤痕的旋纹海豚的尸体,她发现这些海豚的心脏明显扩大,这充分说明了它们被困在网中时因乱跳乱蹦、到处乱窜引起了心脏病突发而猝死的。

把问题的根源找出来后,普利安女士认为还有些问题有待澄清。首先,为什么同样是海豚,当它们处在困境中时,斑海豚却“表现”得如此“镇静”,处理得如此巧妙,而旋纹海豚却会如此“一筹莫展”呢?为什么不同海豚间的“智力”竟会有如此大的差别呢?其次,斑海豚的逃生之道,是靠它们的本能,还是靠它们的“智慧”呢?如果说是本能,那么为什么旋纹海豚就不具有这些本能呢?如果说是靠“智慧”,那么处在困境中的一般人也不见得有如此不平凡的“智慧”,也就是说斑海豚的智商决不会低于一个普通人的智商,这种推论合乎情理吗?

看来,对斑海豚的逃生之道的研究是今后的海洋生物学家所面临的一道难题了。

★不同环境下的海洋生物

由于海洋环境要比陆地上复杂得多,因此,一般的海洋生物要比陆地生物的繁殖力强,它们的求偶方式、繁殖、生殖方式,都非常巧妙。即使是这样,在众多的海洋生物群落中,也只有少数强壮的在适应了其生存环境之后才存活下来。这是因为,在海洋里,由于光线、压力、盐度、海流、潮汐、波浪、营养盐以及地质等条件的不同,形成了千差万别的生存环境。在各种环境中,不管是什么样的生物,只要它活下来,即它对周围环境产生了惊人的适应能力.当然,这种适应能力不是无限的,当环境由于外来因素发生突然变化时,超过其生物的生理允许限度,这些生物不逃亡,便会死亡。从另一个方面看,在众多的海洋生物群体之间,也有一个相互间适应的生存需要。这种互为依存的生存需要,是在食物链关系下生存的。这种关系经历了漫长的演变和进化过程,形成了相对稳定的结构,保护着生态平衡状态。在不同的海洋环境中,有着完全不同类型的生态系。例如,在潮间带有各种生物组成的潮间带生态系统。这一个个生态系在它们适应了自身的生活环境之后组织起来,这就是整个海洋的生态系。

海水的性质决定了海洋生物的丰盛和特点,而它在海洋中的每个角落是不一样的。其水平变化要比垂直变化速度快得多。这一特点决定了浮游生物和底栖生物的生活环境。海水很快吸附了太阳辐射的光和热,由于海水中含有各种悬浮物质和浮游植物,阳光在开阔的海洋中辐射人海水的深度大于数百米,而在混浊的沿岸水域中,辐射深度只有数十米。在光层下面一直到数千米的海底则漆黑的一片。海水也是随着深度的增加而温度变低的。

生物的形态、习性和颜色随深度而变化是很明显的。所以,每一水层中的生物有共同的特性。在表层十几厘米的水层里,有食肉的蓝色甲壳纲动物、软体动物和管水母。往下是弱光层,颜色发红和发黑的动物取代了透明的无脊椎动物。再往下,是漆黑的深海区,它的光线来自底栖鱼类如鱿鱼、灯笼鱼的发光器官。生活在海底上的生物也是随深度变化而变化,从大陆架到大陆坡直到深海底。在泥质海底上议掘穴动物为主,而在深海软泥海底则以鱼、甲壳纲动物和海参为主。对于那些从海水中吸吮悬浮物质为生的鱼类来说,其数量与深度成反比;而对于那些从海底沉积物中觅食为生的鱼来说,则能生活在很深的海底。

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