例如,北大西洋西北部,從加拿大北極群島與格陵蘭島附近海域,南下彙聚成的拉布拉多寒流,在紐芬蘭島東南海域同墨西哥灣暖流相遇。冷暖海水交彙,使這裏經常存在一條茫茫的海霧帶。它還從北冰洋或格陵蘭海,每年帶來數百座高大的冰山漂浮而下,有許多進入灣流或北大西洋暖流中,給海上航行帶來嚴重的威脅。
世界第一大海洋暖流
灣流不是一股普通的海流,而是世界上第一大海洋暖流,也稱墨西哥灣流。墨西哥灣流雖然有一部分來自墨西哥灣,但它的絕大部分來自加勒比海。
當南、北赤道流在大西洋西部彙合之後,便進入加勒比海,通過尤卡坦海峽,其中的一小部分進入墨西哥灣,再沿墨西哥灣海岸流動,海流的絕大部分是急轉向東流去,從美國佛羅裏達海峽進入大西洋。這股進入大西洋的灣流起先向北,然後很快向東北方向流去,橫跨大西洋,流向西北歐的外海,一直流進寒冷的北冰洋。它的厚度為200米至500米,流速每秒2.05米,輸送水量是黑潮的1.5倍。
灣流蘊含著巨大的熱量,所散發的熱量,恐怕比全世界一年所用燃煤產生的熱量還要多。由於它的到來,英吉利海峽兩岸的土地每年享受著灣流帶來的巨大熱能。如果拿同緯度的加拿大東岸加以對照,差別更為明顯:大西洋彼岸的加拿大東部地區,年平均氣溫可低至零下10度,而同緯度的西北歐地區可高至10度。
灣流與黑潮相比,無論在水量、熱量和鹽量輸送等方麵,都大於黑潮。此外,就對於鄰近大陸氣候的影響來說,灣流也比黑潮來得顯著。
據估計,灣流每年向西北歐每千米海岸輸送的熱量,約相當於燃燒6000萬噸煤炭所放出的熱量。事實上,在灣流及其延續體北大西洋暖流流經的海區,氣溫和水汽含量均較周圍海區高得多。暖濕空氣在強勁的西風吹送下,可以到達西北歐大陸內部,這對形成西北歐暖濕的海洋性氣候有重要的作用。
因此,西北歐大陸上生長著蒼翠的混交林和針葉林,而在同緯度的格陵蘭島上,則大部分是終年嚴寒並為巨厚冰層覆蓋的冰原區。灣流彎曲的形成、斷開以及渦旋與主流的相互作用,是一種複雜的海洋動力學過程。有關這類現象的研究,已成為當前海洋動力學研究中最活躍的課題之一。關於灣流彎曲和渦旋的研究,不僅具有深刻的理論意義,而且對於海況監測和預報,以及漁業和沿岸水的汙染物排放等實際問題,也有重要的意義。例如,觀測發現,沿美國北卡羅萊納州至佐治亞州海岸移動的灣流渦旋,會引起海水強烈垂直混合。大量的營養鹽類會被帶到陸架水中,並使陸架水的溫度降低。由渦旋帶來的水量,要比當地每年的入海河川徑流量約大10倍。
1911年,美國國會展開了一場激烈辯論。內容既不是軍備預算,也不是總統候選人名單,而是一件關於搶奪海流的提案。議員們為什麼要搶奪海流呢?他們要搶奪的不是一股普通的海流,而是世界上第一大海洋暖流灣流。
日本科學家崎宇三郎也富有想象力地提出建議:填平深20千米,寬10千米的韃靼海峽,以阻擋來自鄂霍次克海的寒流南下,提高日本海域的海水溫度,使日本北海道和東北地區氣候轉暖。改造海洋暖流使氣候變暖至今仍是紙上談兵,能否可行並付諸實施,還得看今後科學技術的發展。
解讀海洋暖流和寒流黑潮
太平洋縱貫南北半球,是世界上麵積最大的大洋,在赤道至南北緯40度至50度的範圍內,南北各有一個大洋環流。
北太平洋的北赤道洋流,長達1.4萬千米,寬數百千米,平均每天流動距離約35千米。北赤道洋流大致從中美洲西部海域開始,向東向西流動,至菲律賓群島,主流沿群島東側北上形成黑潮。黑潮是北赤道洋流的延續,溫度高,鹽度大,水色呈現藍黑色,透明度大,是世界上僅次於灣流的第二大暖流。
親潮發源於白令海峽,沿堪察加半島海岸和千島群島南下,又稱為千島寒流。親潮比黑潮規模小,流至北緯30度至40度附近海區,與黑潮彙合,折向東流,並與阿拉斯加暖流共同組成反時針方向流動的副極地環流。
秘魯寒流從南緯45度左右的西風流開始,經智利、秘魯、厄瓜多爾等國沿海北上,直達赤道海域的加拉帕戈斯群島附近,流程長達4500多千米,是世界大洋中行程最長的一支寒流。它的平均寬度在智利海岸附近為180多千米,秘魯沿海為450多千米,流速每晝夜約11千米,水溫在15℃~19℃之間,比鄰近海區的水溫低7℃~10℃,是世界著名的寒流之一。
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黑潮是世界海洋中第二大暖流。隻因海水看似藍若靛青,所以被稱為黑潮。其實,它的本色清白如常。由於海的深沉,水分子對折光的散射,以及藻類等水生物的作用等,外觀上好似披上黑色的衣裳。
海洋的呼吸潮汐
潮汐的解釋
世界上大多數地方的海水,每天都有兩次漲落。白天海水上漲,叫作潮,晚上海水上漲,叫作汐。海水為什麼會時漲時落呢?這個問題從古代起,就引起了人們的注意。直至英國物理學家牛頓發現了萬有引力,揭穿潮汐的秘密才有了科學依據。
月亮引潮力
現在人們弄清了,潮汐現象主要是由月球的引潮力引起的。這個引潮力是月球對地麵的引力,加上地球、月球轉動時的慣性離心力所形成的合力。
月亮像個巨大的磁盤,吸引著地球上的海水,把海水引向自己。同時,由於地球也在不停地做圓的運動,海水又受到離心力的作用。一天之內,地球任何一個地方都有一次對著月球,一次背著月球。對著月球地方的海水就鼓起來,形成漲潮。與此同時,地球的某個另一點上的慣性離心力也最大,海水也要上漲。所以,地球上絕大部分地方的海水,每天總有兩次漲潮和落潮,這種潮稱為“半日潮”。而有一些地方,由於地區性原因,在一天內隻有一次潮起潮落,這種潮稱為“全日潮”。
太陽引潮力
不光月亮對地球產生引潮力,太陽也具有引潮力,隻不過比月球的要小得多,隻有月球引潮力的5/11。但當它和月球引力疊加在一起的時候,就能推波助瀾,使潮水漲得更高。每月農曆初一時,月亮和太陽轉到同一個方向,兩個星球在同一個方向吸引海水。而每月農曆十五,月亮和太陽轉到相反的方向,月亮的明亮部分對著地球,一輪明月高空掛。這時,兩個星球在兩頭吸引海水,海潮漲落也比平時大。我國人民把初一叫作朔,把十五叫望,因此這兩天產生的潮汐就叫作“朔望大潮”。
軍事應用
1661年4月21日,鄭成功率領2.5萬將士從金門島出發,到達澎湖列島,進入台灣攻打赤嵌城。鄭成功的大軍舍棄港闊水深、進出方便、但岸上有重兵把守的大港水道,而選擇了鹿耳門水道。鹿耳門水道水淺礁多,航道不僅狹窄而且有荷軍鑿沉的破船堵塞,所以荷軍此處設防薄弱。鄭成功率領軍隊乘著漲潮航道變寬並且深時,攻其不備,順流迅速通過鹿耳門,在禾寮港登陸,直奔赤嵌城,一舉登陸成功。
1939年,德國布置水雷,攔襲夜間進出英吉利海峽的英國艦船。德軍根據精確計算潮流變化的大小及方向,確定錨雷的深度、方位,用漂雷戰術取得較大戰果。
赤潮是因何而起
赤潮被喻為“紅色幽靈”,是一種複雜的生態異常現象,發生的原因也比較複雜。關於赤潮發生的機理,雖然至今尚無定論。但是赤潮發生的首要條件是赤潮生物增殖要達到一定的密度。否則,盡管其他因素都適宜,也不會發生赤潮。
在正常的理化環境條件下,赤潮生物在浮遊生物中所占的比重並不大。但是由於特殊的環境,使某些赤潮生物過量繁殖,便形成赤潮。水文氣象和海水理化因素的變化,是赤潮發生的重要原因。海水的溫度是赤潮發生的重要環境因素,20℃~30℃是赤潮發生的適宜溫度範圍。科學家發現一周內水溫突然升高大於2度,是赤潮發生的先兆。另外,海水的化學因子如鹽度變化,也是促使生物因子“赤潮”生物大量繁殖的原因之一。
鹽度在26至37的範圍內,均有發生赤潮的可能。但是海水鹽度在15至21.6時,容易形成溫躍層和鹽躍層。溫、鹽躍層的存在為赤潮生物的聚集提供了條件,易誘發赤潮。由於徑流、湧升流、水團或海流的交彙作用,使海底層營養鹽上升到水上層,造成沿海水域高度富營養化。營養鹽類含量急劇上升,引起矽藻的大量繁殖。這些矽藻過盛,特別是骨條矽藻的密集常常引起赤潮。這些矽藻類又為夜光藻提供了豐富的餌料,促使夜光藻急劇增殖,從而又形成粉紅色的夜光藻赤潮。
據監測資料表明,在赤潮發生時水域多為幹旱少雨,天氣悶熱,水溫偏高,風力較弱,或者潮流緩慢等水域環境。海水養殖的自身汙染,也是誘發赤潮的因素之一。在對蝦養殖中,人工投喂大量配合飼料和鮮活餌料。池內殘存餌料增多,嚴重汙染了養殖水質。為赤潮生物提供了適宜的生物環境,使其增殖加快。自然因素也是引發赤潮的重要原因,赤潮多發除了人為原因外,還與緯度位置、季節、洋流、海域的封閉程度等自然因素有關。
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赤潮是一種複雜的生態異常現象,發生的原因也比較複雜。但是由於特殊的環境條件,使某些赤潮生態過量繁殖,便容易形成赤潮。
解讀世界四大洋
太平洋
太平洋,位於亞洲、大洋洲、北美洲、南美洲和南極洲之間。
太平洋的形狀近似圓形,麵積廣達17868萬平方千米,約占世界海洋總麵積的49.5%,是世界上麵積最大、水域最廣闊的第一大洋。
太平洋是世界水體最深的大洋,平均深度為4028米,全球超過萬米深的6個海溝全在太平洋中,其中馬裏亞納海溝是世界海洋最深的地方。
太平洋的名字很美,其實並不太平。在南緯40度,終年刮著強大的西風,洋麵遼闊,風力很大,被稱為“狂吼咆哮的40度帶”,是有名的風浪險惡的海區,對南來北往的船隻造成很大威脅。夏秋兩季,在菲律賓以東海麵,經常產生熱帶風暴和台風,並向東亞地區運行。強烈的熱帶風暴和台風,可以掀起驚濤駭浪,連萬噸海輪也會被卷進海底。
太平洋沿岸和太平洋中,有30多個國家和一些島嶼,居住著世界近50%的人口。近年來,太平洋地區的經濟發展比較迅速,已引起世界的普遍關注。
大西洋
大西洋,位於南、北美洲、非洲之間,南接南極洲,通過深入內陸的屬海地中海、黑海與亞洲毗臨。
大西洋麵積約9430萬平方千米,是世界第二大洋。大西洋沿岸和大西洋中有近70個國家和地區。
歐洲西部,南、北美洲的東部,非洲的幾內亞灣沿岸,瀕臨遼闊的大西洋是各大洲經濟比較發達的地區。
印度洋
印度洋,東、西、北三麵是陸地,分別是澳大利亞大陸、非洲大陸和亞洲大陸,東南部和西南部分別與太平洋、大西洋攜手相連,南靠冰雪皚皚的南極洲。
印度洋的麵積為7492萬平方千米,約占世界海洋總麵積的20%左右,是世界第三大洋。
印度洋中的島嶼較少,大多分布在北部和西部,主要有馬達加斯加島和斯裏蘭卡島,以及安達曼群島、尼科巴群島、科摩羅群島、塞舌耳群島、查戈斯群島、馬爾代夫群島、留泥汪島等。
印度洋的周圍有30多個國家和地區,除大洋洲的澳大利亞外,其餘都屬於發展中國家。
北冰洋
北冰洋,大致以北極為中心,被亞歐大陸和北美大陸所環抱。它通過格陵蘭海及一係列海峽與大西洋相接,並以狹窄的白令海峽與太平洋相通。
北冰洋的麵積為1230萬平方千米,是世界上麵積最小、水體最淺的大洋。因此,有人認為北冰洋不能同其他大洋相提並論,它不過是亞、歐、美三大洲之間的地中海,附屬於大西洋,被稱為北極地中海。
北冰洋地處北極圈內,氣候寒冷,有半年時間絕大部分地區的平均氣溫為零下-20℃~-40℃,並且沒有真正的夏季,邊緣海域有頻繁的風暴,是世界上最寒冷的大洋。同時,這裏還有奇特的極晝極夜現象。夏天,連續白晝,淡淡的夕陽一連好幾個月在洋麵附近徘徊;冬季,綿延黑夜,星星始終在黑黝黝的天穹閃爍。最奇妙的是在北極的天空中,還可看到色彩繽紛、遊動變幻的北極光。
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過去,美國和西歐一些國家曾把海洋劃分成7個部分,即北冰洋、北大西洋、南大西洋、北太平洋、南太平洋、印度洋和南冰洋。海與洋的區分和洋的劃分,並無嚴格的一定之規,也可以靈活對待。
海色和水色的不同
海色
海色,是人們看到的大麵積的海麵顏色。經常接觸大海的人,會有這樣的感受,海色會因天氣的變化而變化。
當陽光普照、晴空萬裏的時候,海麵顏色會藍得光亮耀眼。當旭日東升、朝霞輝映之下,或者夕陽西下、光輝反照之際,可以把大海染得金光閃閃。而當陰雲密布、風暴逞凶的時候,海麵又顯得陰沉,一片暗藍。當然,這種受天氣狀況影響而造成的視覺印象隻是一種表象,它並不能反映海洋水顏色的真正麵貌。
海色與海洋水體所包含的物質成分密切相關,故大洋和近海的海色有明顯的差別。在清潔的大洋水中,懸浮顆粒少,粒徑小,分子散射起著主要的作用。
水色
水色,是指海洋水體本身所顯示的顏色。它是海洋水對太陽輻射能的選擇、吸收和散射現象綜合作用的結果,與天氣狀況沒有什麼直接的關係。
平時,我們看到的燦爛陽光,是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫7種顏色的光合成的。這些不同顏色的光線,波長是不相同的。而海水對不同波長的光線,無論吸收還是散射,都有明顯的選擇性。
在吸收方麵,進入海水中的紅、黃、橙等長波光線,在30米至40米的深處,幾乎全部被海水吸收。而波長較短的綠、藍、青等光線,尤其是藍色光線,則不容易被吸收,並且大部分反射出海麵。