世界表层洋流分布图
相信有很多人都见过海洋,即使没有亲眼看到,也都通过电视、电影有所了解。现在我们可以想象一下,站在海边,眺望远处海面,我们能感受到宁静;但看向近处海岸,海水不断地冲刷着沙滩,或轻轻地拍打着岸边的礁石。从远处和近处的差别,能看出海水并不是那么平静,而是时刻都处在运动中。其中,洋流是海水运动的主要方式之一。
洋流的形成
洋流也称海流,是海洋中以水平方向流动着的巨大水体,它具有一定的规律性与稳定性。洋流的形成原因有很多,主要是因为长期定向风的推动。世界各大洋的主要洋流分布与风带有着密切的关系,但洋流流动的方向和风向一致,在北半球向右偏,南半球向左偏。在热带、副热带地区,北半球的洋流基本上是围绕副热带高气压作顺时针方向流动,在南半球作逆时针方向流动。值得一提的是,由于每条洋流始终都是沿着固定的路线流动,因此,在无线电通讯尚未发明以前,航海者和遇难的船员常利用洋流来传递信息。他们将写好的信密封在瓶子或其他容器里,放入海洋中,让洋流把它带来其他地方。
洋流可分为寒流和暖流两种。所谓寒流,简单来说,就是从高纬度流向低纬度的洋流。环南极洋流,是在西风推动下由西向东环绕非洲、南美洲和澳大利亚与南极间的广阔海域流动的洋流,属于寒流。它不会受到大陆的阻碍,随风自由漂流,所以又称西风漂流。这股洋流宽约300~2000公里,表层流速每小时1~2公里,是世界大洋中规模最大的寒流,也是最大的洋流。冷洋(寒流流经区域)在与周围环境进行热量交换时,吸收大量热能,使洋面和它上空的大气失热减湿。例如,北美洲的拉布拉多海岸,由于受拉布拉多寒流的影响,水面一年有9个月都处于冻结状态。寒流经过的区域,大气比较稳定,降水量较小。像秘鲁西海岸、澳大利亚西部和撒哈拉沙漠的西部,就是由于沿岸有寒流经过,导致当地气候干旱少雨,形成沙漠。
而暖流则是从低纬度流向高纬度的洋流。墨西哥湾暖流(简称湾流),是世界上最强大、影响最深远的一支暖流。该暖流在佛罗里达海峡流过时,流速可达每昼夜130~150公里。它宽约150公里,深约800米,表层水温达27℃~28℃,总流量每秒7400~9300万立方米,几乎是全世界河流总流量的60倍!暖流携带的大量热能,使北美东部沿海一带和欧洲西北部的气候显得温暖湿润。如纬度较高的英国、挪威等国港口,能够终年不封冻,甚至使位于北极圈内的摩尔曼斯克港也成为不冻港。再如,对我国东部沿海地区的气候影响重大的“黑潮”,是北太平洋中的一股强大的、较活跃的暖性洋流。它流经东海时,夏季表层水温达到30℃左右,比同纬度相邻的海域高出2℃~6℃,比我国东部同纬度的陆地亦偏高2℃左右。黑潮不仅提到了沿海地区的温度,还为我国的夏季风增添了大量水汽。根据研究资料表明,气温相对低而且气压高的北太平洋海面吹向我国的夏季风,只有经过黑潮的增温加湿,才会给我国东部地区带来充沛的降水和热量,才会使我国东部地区受夏季风影响,并形成夏季高温多雨的气候特点。
洋流之所以会影响气候变化,主要是通过气团活动而发生的间接影响。因为洋流是它上空气团的下垫面,它能使气团下部发生变性,气团运动时便会将这些特征带到它所经过的区域,使气候产生变化。通常来说,只要有暖洋经过,当地的气候就会比同纬度的地方温暖;只要是冷洋流经过的沿岸,气候比同纬度的地方寒冷。这就是洋流带来的气候变化。
正是由于洋流一直在不停地运动,南来北往,川流不息,对高低纬度间海洋热能的输送与交换,对全球的热量平衡起着重要作用,从而帮助调节地球的气候。
大洋环流
众所周知,人和动物的体内都有血液,血管遍布全身,靠它来生命所需物质,维持身体健康。但你可能不知道,海洋也流淌着血液。打开一张海流图你会发现,上面那些像蚯蚓般的曲线,代表着海水流动的大概路线。它们首尾相连,反复循环,其实这就是大洋环流,人们形象地将它称为“海洋的血液”。
大洋中的洋流规模非常大,它的流动形式也是多种多样,除表层环流外,还有在下层里暗自流动的潜流、由下往上的上升流、向底层下沉的下降流等。由此可知,洋流并不都是朝着同一方向流动的。在北太平洋,表层有一个顺时针环流外,在南太平洋还有一个反方向的环流。它们由南赤道流、东澳大利亚梳、西风漂流和秘鲁海流组成的逆时针方向的环流。在大西洋的南部和北部也各有一个环流,规模形式与太平洋相差无几。北大西洋环流由北赤道流、墨西哥湾流、北大西洋流和加那利海流组成;南大西洋环流由南赤道流、巴西海流、西风漂流和本格拉海流组成。印度洋有着与以上两大洋明显的区别,它只在赤道以南有个环流,位于印度洋中部赤道以北,洋域太小,又受陆地影响,所以环流长年不稳定。由于季节变化,印度洋北部的洋流方向,在夏季是从东向西流,并在孟加拉湾和阿拉伯海形成两个顺时针的小环流;冬季则相反,洋流由西向东流。北冰洋由于地理位置较特殊,且受大西洋洋流的支配,因此只有一个顺时针的环流。
那么,为何会形成大洋环流呢?风、大洋的位置、海陆分布形态、地球自转产生的偏向力(称为科氏力)等都施加了影响,可以说是多种因素综合在一起的结果。大风不仅会掀起浪,还能吹送海水成流。常年稳定的风力作用,可以形成一支势头旺盛的海流。长久不停息的赤道流,就是被信风带吹刮的偏东风而形成的。稳定的西风漂流,则要归功于强有力的西风带。所以,海洋表层流又被称作是“风海流”。但是,大洋环流形成的“环”,并不都是风的作用。大陆的分布和地转偏向力的作用,也是不容忽视的。当赤道流一路西行,来到大洋西部时,大陆阻挡了它前进的方向,此时它有两种选择,一是原路返回东岸,二是绕过去。但是,由于“后续部队”汹涌澎湃、源源不断地跟进来,全部返回是很难的,只好分出一小股潜入下层返回,成为赤道潜流;其他大部分只能转弯另辟蹊径,继续前进。究竟该往哪里转弯呢?这时,地转偏向力为它提供了帮助。在地球的北部,洋流受地转偏向力的作用,会向右转,而在地球的南部则使它向左转。加上大陆的阻挡,水到渠成,大部分洋流便会向极地方向弯曲。在洋流向极地方向进军的过程中,地转力一刻也没有停歇,拉偏的劲头越来越足,大约到纬度40°时,强大的西风带与地转偏向力形成合力,使海流成为向东的西风漂流。同样的道理,西风漂流到大洋东岸附近,必然会向赤道流去,从而就形成了一个大循环。