书城科普时间的脚印(中小学科普经典阅读书系)
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第12章 大海的力量

大海,汪洋浩瀚,有着充沛的精力,它发出惊人的咆哮,显示着震撼世界的威力。即使在风平浪静的时候,大海也没有停止过运动。在过去,有一段很长的时间,大海被认为是一种神秘的、不可知的巨大力量。但到了现在,随着科学的发展,人们对它的认识增加了,并开始利用它那无穷无尽的力量来为人类服务。

大海的力量是从哪里来的呢?

“无风不起浪”,风是促使海水运动的一个很大的动力。空气流动时,和海水发生摩擦,就会激起阵阵的波浪。风越大,波峰越高,相邻两个波峰之间的距离也越长。海中巨流的波峰,最高可达数十米,波峰的间距最长可达几百米,这时,它的冲击力能达到每平方米数千乃至几万千克。但是波浪所能影响的深度是有限的,它的力量随着深度的增加而减弱,到距海面200米以下就总是平静无事了。所以即使风浪再大,在深水航行的潜水艇也总是安全平稳的。

风是海水的动力,那么是谁给风动力的呢?是太阳。太阳的热造成地面各处空气冷热不均,因而空气流动产生风。同时,海洋又反过来对风的形成起了很重要的作用。海洋吸收热的能力比陆地要强得多,在裸露的陆地上,太阳射来的热,有10%—20%被反射回去,可是在海面上只反射回去3%,海水吸热的能力比岩石、土壤强多了。因此,同一时间内,海上的气温与陆地的气温往往有很大的差别,这就形成了地球表面上一定时间内朝一定方向刮去的风。

海水还会因风总是朝一个方向吹而按一定的路线流动。从美国到英国去的船只总是要比从英国到美国的走得快一些,就是这个原因:从美国到英国的船只,是沿着来自墨西哥的暖流顺流而去英国;而从英国返回美国的船只却是逆海流而行。海洋有很多冷的、热的海流,它们都有自己的活动规律,按一定的路线流动。在大西洋,风将海水“驱赶”进了墨西哥湾,那里是热带,海水吸收了大量的热,然后流向大西洋北半部,形成了著名的墨西哥湾暖流,每年它能将大约40万立方千米的暖水带进北冰洋,而这还只是它拥有的水量的一小部分。

海流的出现是风吹的结果,这容易理解,但实际的情况并不这样简单。根据科学家的研究,各处海水中所含盐分的多少不一致,加上各地海水冷热不均,因而比重不同,重力差异的存在,也是造成海水大规模流动的一个原因。此外,太阳、月亮对海水的引力和地球的自转都影响着海流的运动。

太阳、月亮的引力和地球自转的作用,还造成了大家所熟知的潮汐现象。

“八月十八潮,壮观天下无。鲲鹏击水三千里,组练长驱十万夫。”面对钱塘江的秋潮,苏东坡诗兴大发,写下了这样的名篇。钱塘江大潮波如连山,扑岸而来,确实壮观;但就潮水涨起的高度和拥有的能量来看,钱塘江潮并不算很大,虽然1953年的钱塘江秋潮,曾有压过高出海面8米的石堤,把1500多千克的“镇海铁牛”冲出了十几米远的纪录。

世界上潮水涨得最高的地方是加拿大东部的芬地湾,这里潮水涨起的最高纪录是16米。有人计算过,如果利用钱塘江潮来发电,每年可得到100亿—200亿度电;而全世界潮汐每年所能提供的发电量是这个数字的100倍。

利用潮汐来发电虽已不是幻想,但真要办起来,要解决的问题还很多。法国在这方面做得比较成功,建在朗斯河口的潮汐发电站是世界上第一个大型潮汐发电站,和其他能源的利用相比较,潮汐能的开发还是微不足道的。我国也已建立了一些潮汐发电站,但规模都比较小。

利用海浪发电的试验已在进行。利用浅层海水水温高于深部海水水温这种差异来发电,在实验室已获成功,但要变成可用于工业生产的现实,还需要继续探索。但无论怎么说,海洋中蕴藏的能量是巨大的,它是我们获取动力的重要源泉。