有關(guān)海流的故事
2008年初的時(shí)候，在美國阿拉斯加西部的白令海岸邊上，有游人撿到了一個(gè)塑料蘇打水瓶，瓶子里面裝著一封被卷起來的信，那封信是由一個(gè)美國西雅圖的小學(xué)四年級(jí)女生寫于1986年。這位名叫艾米麗的小學(xué)生在信中寫道：“我們正在研究海洋以及生活在遙遠(yuǎn)的土地上的人們，這封信是我們這一項(xiàng)科學(xué)計(jì)劃的一部分，所以，請(qǐng)撿到這封信的你寫上發(fā)現(xiàn)它的日期、地點(diǎn)和通信地址，并將它送回給我，我將送給你我的照片，并告訴你這個(gè)瓶子是何時(shí)何地被投進(jìn)海洋的?！庇谑?，這個(gè)撿到瓶子的人就按照信上所留下的信息，幾經(jīng)周折終于聯(lián)系上了現(xiàn)在已經(jīng)30歲的艾米麗。后來人們發(fā)現(xiàn)，在艾米麗將瓶子投入大海后的21年當(dāng)中，它獨(dú)自在海上漂流了將近2800千米。
無獨(dú)有偶。生活在英格蘭西南的德文郡沃拉康比鎮(zhèn)的60歲的潘妮?哈利斯是一名退休的中學(xué)女教師。2007年，她在離家不遠(yuǎn)的海灘上遛狗時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)在離她不遠(yuǎn)的海面上漂浮著一只被水泡得發(fā)白的玩具鴨子，于是便想辦法將其撈了起來。
仔細(xì)端詳之后，哈利斯發(fā)現(xiàn)，在小鴨子的身上標(biāo)明了小鴨子玩具的商標(biāo)和制作廠商的信息。經(jīng)過向親友們打聽，哈利斯了解到，她所撿到的正是15年前因海上事故而墜入太平洋的一批小鴨子玩具中的一員。隨著消息傳開，當(dāng)?shù)赜瓉硪粓?chǎng)“追鴨狂潮”，“小鴨艦隊(duì)”的身世也受到極大的關(guān)注。
原來，在1992年，裝滿了由美國“The First Years”公司在中國訂做的近3萬只塑料玩具的集裝箱因事故而墜入太平洋。這些玩具中，除了黃色小鴨，還有它的好朋友藍(lán)龜、綠蛙及紅色水獺。
從那時(shí)起到發(fā)現(xiàn)時(shí)止，這支由1萬多只玩具鴨子組成的“鴨子艦隊(duì)”已經(jīng)在海上漂流了15年，1.7萬英里（約2.7萬千米），正浩浩蕩蕩地漂向英國海岸。這些在浴室里陪伴孩子們的玩具已經(jīng)在海上“隨波逐流”，跨越了半個(gè)地球。它們?cè)竭^泰坦尼克號(hào)沉船的水域，經(jīng)過印度尼西亞、澳大利亞、南美洲，登陸夏威夷，甚至穿越過北極冰塊。
這些玩具鴨雖然未盡本職，但它們卻為科學(xué)家提供了珍貴的研究資料。美國海洋學(xué)家柯蒂斯?艾伯斯梅耶15年來一直在追蹤這群玩具鴨。他認(rèn)為，了解玩具鴨的漂流路線能為有關(guān)洋流及地球氣候變化的研究提供幫助。英國國家海洋學(xué)中心科學(xué)家西蒙?博克索爾說：“它們是一群很好的追蹤器，能夠清楚地反映出洋流當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)情況，而洋流是影響氣候的因素之一?！?span lang="EN-US">
這支“小鴨艦隊(duì)”還為繪制洋流模擬圖做出了另一項(xiàng)“貢獻(xiàn)”，專業(yè)人員根據(jù)玩具鴨的著陸地點(diǎn)繪制出一份名為“海面洋流模擬”的電腦模型圖，它能為捕魚活動(dòng)和海上救援工作提供幫助。而對(duì)海洋研究浮標(biāo)來說，這群黃色玩具鴨由于長期被海水浸泡，逐漸褪色，現(xiàn)在已開始泛白，在海面上十分顯眼。因此，對(duì)科學(xué)家而言，它們比專門用于海洋研究的浮標(biāo)更易于觀察。
隨后，哈
那么，是什么力量幫助了這些沒有長腳、不會(huì)游泳的漂流瓶和玩具鴨子，使它們能夠跨越大洋，周游列國的呢？對(duì)，正是我們所要向讀者講述的“洋流”。
誰在驅(qū)動(dòng)大洋環(huán)流？
的確，大洋中的海水并不像我們平常所想、所見的那樣只停留在一個(gè)地方，而是會(huì)像陸地上的河流那樣在全球大洋海水體系中不停地流動(dòng)，只不過，海流所形成的水流都是以環(huán)流的形式存在，因此被稱為“大洋環(huán)流”。這些流動(dòng)的海水，也像陸地上的河流一樣，寬窄、長短和流速均有所不同。而且，除了水平環(huán)流，大洋環(huán)流還有垂直方向上的環(huán)流，即人們所說的“升降流”。那么，是什么力量推動(dòng)海水像河流那樣流動(dòng)呢？
推動(dòng)大洋海水流動(dòng)的最直接的力量大體有三種，它們分別是風(fēng)力、海水溫度差異和鹽度差異。除了風(fēng)力推動(dòng)之外，海水的溫度和鹽度變化都可以由海水的密度變化來加以反映。而且，正是這些密度差異和變化產(chǎn)生了可以驅(qū)動(dòng)海水沿著溫度和鹽度梯度流動(dòng)的動(dòng)力，才使得大洋中的海水可以不斷循環(huán)、交換，溫度低、密度大的海水下沉到海洋深處，溫度高、密度小的海水隨即進(jìn)行補(bǔ)充；鹽度高、密度大的海水沉入深層，而鹽度低、密度小的海水“浮在”上層。
對(duì)大洋環(huán)流成環(huán)起到?jīng)Q定作用的是海陸的分布形態(tài)和地轉(zhuǎn)偏向力。比如赤道流一直向西行，最終卻被大陸擋住了去路，擺在它面前的就只有兩條出路。一條是原路返回，另外一條是轉(zhuǎn)彎。但是，我們可以想象，洋流是接連不斷的，全部按原路折返是不可能的，于是，赤道流只好在這里分出一小股潛入大洋的下層返回，成為赤道潛流；而剩下的“大隊(duì)人馬”只得拐彎，繞道前進(jìn)。那么，究竟應(yīng)該往哪個(gè)方向轉(zhuǎn)彎呢？這就要看地轉(zhuǎn)偏向力的了。在北半球，海流受到地轉(zhuǎn)偏向力的作用，便向右轉(zhuǎn)；而在南半球，地轉(zhuǎn)偏向力則使它向左轉(zhuǎn)。
在這些循環(huán)流動(dòng)過程之后，不同海區(qū)的海水便有機(jī)會(huì)相互混合，于是，原本溫度低的地方可能獲得熱量，而原本缺乏營養(yǎng)物質(zhì)的海水也得以和營養(yǎng)物質(zhì)豐富的海水交融，因而給海洋帶來勃勃生機(jī)。正因?yàn)榇?，科學(xué)家們稱贊洋流既是地球表面冷暖的“調(diào)節(jié)器”，又是海洋漁業(yè)生產(chǎn)的“孵化器”。
簡(jiǎn)單地講，在赤道南北的低緯度海域，由于東南信風(fēng)和東北信風(fēng)的作用，形成了自東向西的南赤道流和北赤道流。它們?cè)诖笱蟮奈鬟叀霸庥觥钡酱箨懼?，其主要支流便分別會(huì)向南和向北流去。而兩股小支流則分別向北和向南流動(dòng)，在赤道附近匯合，從而在兩個(gè)赤道流之間形成一股自西向東的赤道逆流。下面就具體說說主要大洋表層流的三種流向情況。
我們暫且以赤道為界，這里的洋流情況很簡(jiǎn)單，是自西向東流動(dòng)的赤道逆流。
在北半球，有一條按照順時(shí)針方向流動(dòng)的大環(huán)流。這條環(huán)流是北赤道流由東向西流至大陸邊界后，便向北流轉(zhuǎn)，形成了黑潮；流到北界西風(fēng)帶即向東流去，形成北太平洋海流，也就是人們常說的西風(fēng)漂流；再一直流到東部邊界，遇到北美洲大陸時(shí)便轉(zhuǎn)向南流，形成加利福尼亞海流，最后在赤道附近再次進(jìn)入北赤道流。
而在南半球，總體情況基本與北半球相似，只是這里的大環(huán)流是逆時(shí)針方向。這條環(huán)流是南赤道流由東向西流動(dòng)，到西部邊界遇到澳大利亞大陸后轉(zhuǎn)為向南流的東澳大利亞海流；隨即在西風(fēng)影響下轉(zhuǎn)向東流，然后流到了東部邊界，在南美大陸受阻，便成為了向北的秘魯海流，最后又匯入南赤道流。
正如我們已經(jīng)了解到的，在四大洋里面，太平洋和大西洋里的環(huán)流是非常相似的，只是海流的具體位置、名稱、范圍和速度不同而已。只有印度洋是一個(gè)比較特殊的海區(qū)，那里由于季風(fēng)強(qiáng)勁，所以夏季環(huán)流和冬季環(huán)流的差異比較大。
事實(shí)上，在太平洋和大西洋，北赤道流和南赤道流也并不完全和地理赤道對(duì)稱，而幾乎與熱赤道對(duì)稱，在地理位置上，熱赤道稍偏于地理赤道之北。北赤道流和赤道逆流位于北半球，而即使是南赤道流，也有一小部分處在赤道之北。而在印度洋，由于北方大陸的限制，加上強(qiáng)勁的季風(fēng)影響，使北赤道流發(fā)展不甚明顯，流向會(huì)發(fā)生周期性的往復(fù)變化，其赤道逆流和南赤道流全部位于南半球。
大洋環(huán)流的功績(jī)
前面我們講到，北赤道流抵達(dá)大洋西岸時(shí)，主要折向北流，這支海流從赤道海區(qū)攜帶了大量的熱量，因而成為一股強(qiáng)勁的暖流。這股暖流，在大西洋叫灣流，在太平洋則稱為黑潮。北半球從赤道海域得到的熱量，有一半以上是靠它們輸送的。
洋流將如此大量的暖水向北輸運(yùn)，對(duì)北部沿岸流域的氣候產(chǎn)生了巨大的影響。此外，暖流區(qū)域所處的位置蒸發(fā)較強(qiáng)，空氣潮濕而不穩(wěn)定，因此降雨充沛，使流域沿岸的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)獲益頗豐。
灣流和黑潮向北流到較高緯度處，除了大部分向東流入盛行西風(fēng)帶所生的北大西洋流和北太平洋流之外，還在那里遇到向南流動(dòng)的拉布拉多寒流和親潮，因而發(fā)生海水強(qiáng)烈的垂直交換混合，這非常有利于浮游生物繁殖，對(duì)魚群棲息特別有利，形成了很多著名的漁場(chǎng)。
當(dāng)北大西洋流和北太平洋流自西向東流到東岸，而后從較高緯度的寒冷海域向南流入較低緯度較溫暖海域時(shí)，就形成了較大的寒流，即加那利海流和加利福尼亞海流。而在南半球，與北大西洋流和北太平洋流相對(duì)應(yīng)的，卻是貫通了大洋的環(huán)南極流，與上述兩支寒流相對(duì)應(yīng)的，是本古拉海流和秘魯海流。當(dāng)這些寒流流向赤道進(jìn)入信風(fēng)帶時(shí)，表層海水將因風(fēng)的作用而離岸遠(yuǎn)去，遂使下層的海水向上涌升，將富有營養(yǎng)物質(zhì)的深層海水帶到海水表層，浮游生物大量滋生，魚蝦群集，便形成了一些舉世聞名的漁場(chǎng)。而這些寒流區(qū)域，濕度較小，是世界上降雨量最少的區(qū)域。
除此以外，洋流還曾為人類做出了許許多多的貢獻(xiàn)。
自從人類開始邁向海洋時(shí)起，就與洋流結(jié)下了不解之緣。美國人很早就發(fā)現(xiàn)可以通過利用灣流來縮短沿東海岸乘船航行的時(shí)間，并且，他們還利用北大西洋的東向海流，節(jié)省橫渡大西洋的時(shí)間。而中國古代的航海家在遠(yuǎn)航南亞、西亞和東非時(shí)，就會(huì)充分利用北印度洋和南海的海流規(guī)律，選擇冬春出航，夏季返航，以此來與印度洋上的季風(fēng)相配合。
洋流的另一大功勞就是可以極大程度地促進(jìn)水體交換，把沿岸受到陸源污染的海水排到遠(yuǎn)海、深海進(jìn)行稀釋，而同時(shí)又把外海清潔的海水輸送到近海。毫不夸張地說，海域的自凈能力，很大程度上取決于洋流的存在。
大洋表層環(huán)流的流動(dòng)方式
海流的流動(dòng)形式非常多，有從大洋表層流過的表層流，還有在海水下層悄悄流動(dòng)的潛流；有自下往上的上升流，還有從海水表面下沉的下降流；有海流水溫高于流經(jīng)海區(qū)的暖流，還有水溫低于流經(jīng)海域的寒流……而且，就像陸地上的河流一樣，海流也是按照固定的路線流動(dòng)的，只是河流的兩岸是陸地，而海流的兩岸仍然是海水。大洋中的海流規(guī)模相當(dāng)大，有的有幾百千米寬、上千千米長，數(shù)百米深。
我們主要了解一下大洋表層環(huán)流。大洋表層環(huán)流體系看上去是十分復(fù)雜的，但事實(shí)上，如果對(duì)地球上的海陸分布情況不是太陌生，就完全可以很輕松地就弄清楚這些洋流的環(huán)流情況。
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