海流的發現和探索
海流
人們把海洋中的海水,按一定方向有規律地從一個海區向另一個海區流動稱為洋流,也叫海流。海流比陸地上的河流規模大,一般長達數千米,比長江、黃河還要長,寬度則相當於長江最寬處5000~6000米的幾十倍甚至幾百倍。
河流兩岸是陸地,河水與河岸界限分明,一目了然;而海流在茫茫大海中,海流的“兩岸”依然是滔滔的海水,界限不清,難以辨認。海洋中的這種海流曾經協助過許多航海者。哥倫布的船隊就是隨著大西洋的北赤道暖流西行而發現了新大陸;麥哲倫環球航行時,穿過麥哲倫海峽後,也是沿著秘魯寒流北上,再隨著太平洋的南赤道暖流西行,橫渡了遼闊的太平洋。
海流沒有被發現的原因
1856年,一名水手在海灘的沙層中發現了一顆黑色的塗滿了瀝青的椰子球,劈開後裏麵是一封羊皮紙信,是1498年意大利航海家哥倫布在第二次西航途中給西班牙國王和王後的一封信。那麼,它是如何漂到這裏來的呢?其實,它是海洋中的“河流”即海流帶來的。
長期與海洋打交道的海員和漁民都知道海洋中有海流存在。它們像陸地上的河流,日複一日沿著比較固定的路線流動著。隻是河流兩岸是陸地,而河岸固定不動,因此一望就知道河流是在流動著。
海流兩邊仍然是海水,肉眼很難把它們分辨出來,因而在很長一段時間裏,海流沒有被人們發現。
關於海流的觀測
人們為了認識海流,從18世紀末期起便開始利用一種叫漂流瓶的東西進行對海流的觀測。在漂流瓶裏裝有一封信,信上寫了該瓶的投放者、投放的時間和地點等,並要求拾到者向投放者報告拾到時的時間和地點。
100多年來,人們總共投放了約15萬個漂流瓶,進行著海流的觀測研究,從而知道了整個海洋中約有32條海流,其中最大的海流寬數百千米,長上萬千米,規模非常巨大。
它們把熱帶高溫的海水帶向寒帶水域,又把寒帶海域的冷水帶向熱帶;它們在運動中不斷影響著沿途的氣候;船員們也利用海流送信件、遞情報。
海流成因
第一是海麵上的風力驅動,形成風生海流。由於海水運動中黏滯性對動量的消耗,這種流動隨深度的增大而減弱,直至小到可以忽略,其所涉及的深度通常隻有幾百米,相對於幾千米深的大洋而言隻是薄薄一層。
海流形成的第二種原因是海水的溫鹽變化。因為海水密度的分布與變化直接受溫度、鹽度的支配,而密度的分布又決定了海洋壓力場的結構。
實際海洋中的等壓麵往往是傾斜的,即等壓麵與等勢麵並不一致,這就在水平方向上產生了一種引起海水流動的力,從而形成了海流。另外海麵上的增密效應又可直接地引起海水在鉛直方向上的運動。海流形成之後,由於海水的連續性,在海水產生輻散或輻聚的地方,將導致升、降流的形成。
風海流是風玩的把戲嗎
如果風總是朝著一個方向吹,那會怎麼樣呢?風在海洋表麵吹過時,風對海麵的摩擦力,以及風對波浪迎風麵施加的風壓,迫使海水順著風的方向在浩瀚的海洋裏作長距離的遠征,這樣形成的洋流被稱為風海流。
風海流受地球自轉偏向力的影響,表麵海水的流動方向與風向發生偏離:北半球表麵海流的流向偏往風向的右方,而南半球則偏向左方。
表麵海水的流動由摩擦力帶動了下層海水也發生流動;由於自上而下的層層牽引,深層海水也可以流動,隻是流速受摩擦力的影響越來越小。到達某一深度時,流速隻有表麵的4.3%左右。這個深度就是風海流向深層水域影響的下限,風海流的摩擦深度,大洋中一般在200~300米深處。
在線小知識
海流的巨大能量可以為人類造福。研究表明,海水流動可以推動渦輪機發電,為人們輸送源源不斷的綠色能源。我國的海流能源也很豐富,沿海海流的理論平均功率為1.4億千瓦。