大興安嶺地區

[拼音]:hailiu

[英文]:ocean currents

海洋中除了由引潮力引起的潮汐運動外,海水沿一定途徑的大規模流動。引起海流運動的因素可以是風,也可以是熱鹽效應造成的海水密度分佈的不均勻性。前者表現為作用於海面的風應力,後者表現為海水中的水平壓強梯度力。加上地轉偏向力的作用,便造成海水既有水平流動,又有鉛直流動。由於海岸和海底的阻擋和摩擦作用,海流在近海岸和接近海底處的表現,和在開闊海洋上有很大的差別。

大洋中深度小於二三百米的表層為風漂流層,行星風系(見大氣運動的平衡狀態)作用在海面的風應力和水平湍流應力的合力,與地轉偏向力平衡後,便生成風漂流。行星風系風力的大小和方向,都隨緯度變化,導致海面海水的輻合和輻散。一方面,它使海水密度重新分佈而出現水平壓強梯度力,當它和地轉偏向力平衡時,在相當厚的水平層中形成水平方向的地轉流;另一方面,在赤道地區的風漂流層底部,海水從次表層水中向上流動,或下降而流入次表層水中,形成了赤道地區的升降流。

大洋上的結冰、融冰、降水和蒸發等熱鹽效應,造成海水密度在大範圍海面分佈不均勻,可使極地和高緯度某些海域表層生成高密度的海水,而下沉到深層和底層。在水平壓強梯度力的作用下,作水平方向的流動,並可通過中層水底部向上再流到表層,這就是大洋的熱鹽環流。

大洋表層生成的風漂流,構成大洋表層的風生環流。其中,位於低緯度和中緯度處的北赤道流和南赤道流,在大洋的西邊界處受海岸的阻擋,其主流便分別轉而向北和向南流動,由於科里奧利參量隨緯度的變化(β-效應)和水平湍流摩擦力的作用,形成流輻變窄、流速加大的大洋西向強化流(見大洋環流西向強化)。每年由赤道地區傳輸到地球的高緯地帶的熱量中,有一半是大洋西邊界西向強化流傳輸的。進入大洋上層的熱鹽環流,在北半球由於和大洋西向強化流的方向相同,使流速增大;但在南半球則因方向相反,流速減緩,故大洋環流西向強化現象不太顯著。

大洋表層風生環流在南半球的中緯度和高緯度地帶,由於沒有大陸海岸阻擋,形成了一支環繞南極大陸連續流動的南極繞極流。

在大洋的東部和近岸海域,當風力長期地、幾乎沿海岸平行地均勻吹刮時,一方面生成風漂流,發生海水的水平輻合和輻散,而出現上升流和下降流;另一方面因海水在近岸處積聚和流失而造成海面傾斜,發生水平壓強梯度力而產生沿岸流,就形成沿岸的升降流。

大洋西向強化流在北半球向北(南半球向南)流動,而後折向東流,至某特定地區時,流動開始不穩定,流軸在其平均位置附近便發生波狀的彎曲,出現海流彎曲(或蛇行)現象,最後形成環狀流而脫離母體,生成了中央分別為來自大陸架的冷水的冷流環和來自海洋內部的暖水的暖流環。這是一類具有中等尺度的中尺度渦。此外,在大洋的其他部分,由於海流的不穩定,也能形成其他種類的中尺度渦。這些中尺度渦集中了海洋中很大一部分能量,形成了疊加在大洋氣候式平均環流場之上的各種天氣式渦旋,使大洋環流更加複雜。

在海洋的大陸架範圍或淺海處,由於海岸和海底摩擦顯著,加上潮流特別強等因素,便形成頗為複雜的大陸架環流、淺內海環流、海峽海流等淺海海流。

海流按其水溫低於或高於所流經的海域的水溫,可分為寒流和暖流兩種,前者來自水溫低處,後者來自水溫高處。表層海流的水平流速從幾釐米/秒到 300釐米/秒,深處的水平流速則在10釐米/秒以下。鉛直流速很小,從幾釐米/天到幾十釐米/時。海流以流去的方向作為流向,恰和風向的定義相反。

海流對海洋中多種物理過程、化學過程、生物過程和地質過程,以及海洋上空的氣候和天氣的形成及變化,都有影響和制約的作用,故瞭解和掌握海流的規律、大尺度海-氣相互作用和長時期的氣候變化,對漁業、航運、排汙和軍事等都有重要意義。

參考書目

增澤讓太郎:《海洋物理》Ⅱ,《海洋科學基礎講座》,日本東海大學出版會,東京,1974。G.Neumann,Ocean Currents,Elsevier ScientificPubl.,Amsterdan,1968.景振華著:《海流原理》,科學出版社,北京,1966。

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