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海流(洋流)猶如大洋中的河流，會(huì)向某一特定的方向流動(dòng)，流動(dòng)的路徑大致固定，惟有在陸地沿岸，會(huì)因潮汐、地形及河水的注入等影響其變化。其中，洋流是海洋中大股海水的定向流動(dòng)，洋流的溫度、鹽度和流向在各地大致一定。洋流如按成因而分，有因風(fēng)的摩擦應(yīng)力而產(chǎn)生吹送流(drift currt)，因海水密度不均而生的密度流(density current)，因海面傾斜而生的傾斜流(slope current)，及因流體的連續(xù)性而發(fā)生的補(bǔ)償流(compensation current)。其中以盛行風(fēng)吹拂的吹送流最為普遍，次為密度差異而生的密度流。洋流如依本身與周圍海域之溫度差異而分為暖流及寒流。前者為洋流本身比周圍海域高溫，後者則比周圍海域低溫者。至於涼流則是從溫帶流向熱熱的一種寒流。 海(洋)流隨其成因的不同而有不同的性質(zhì)，以下一一作簡(jiǎn)述： 1.吹送流： 固定風(fēng)向的風(fēng)持續(xù)吹過(guò)海面，其對(duì)海面施加的摩擦力造成海水的流動(dòng)。 有關(guān)吹送流的理論，直至艾克曼(Ekman)考慮流體摩擦力與地球自轉(zhuǎn)偏向力後，才奠定了吹送流的理論。例如：北赤道海流就是東北信風(fēng)引起的，而北太平洋海流主要是靠西風(fēng)吹送所致，因此又稱為「西風(fēng)漂流」。 2.密度流： 因溫度、鹽度及所含懸浮物的不同，海洋內(nèi)部的海水密度分布得很不均勻，水壓的差異會(huì)導(dǎo)致海水的流動(dòng)(就像大氣氣壓的差異會(huì)形成風(fēng)的道理一樣)。像是在為陸地所環(huán)繞的海灣裏，海水的鹽度通常會(huì)比較高。地中海表層海水的蒸發(fā)量每秒鐘約高達(dá)10萬(wàn)噸，所以海水鹽度高達(dá)37%0(僅次於紅海的 41%0)，特別在清冷的冬季，沉重的表層水會(huì)下沉至海底，再向西流出直布羅陀海峽，而大西洋鹽度較小的海水會(huì)從潛流出去的高鹽度水上層反向流入地中海，以補(bǔ)充地中海流失的水量。第二次世界大戰(zhàn)期間，德國(guó)潛艇就曾為了躲避敵方的偵察而關(guān)掉馬達(dá)，再利用上、下兩層反向流動(dòng)的洋流，順流進(jìn)出地中海。 圖片：海洋寒暖流之分布 圖片：因海鹽與密度效應(yīng)產(chǎn)生的溫鹽環(huán)流與全球鹽分傳遞系統(tǒng)。在北大西洋深海所形成的高鹽分海水貫越整個(gè)大西洋，繞過(guò)非洲大陸，經(jīng)過(guò)印度洋，最後北上進(jìn)入太平洋之深處。這股海水在北太平洋涌升至表面，然後沿著表面尋路回到北大西洋的起始點(diǎn)。 溫鹽環(huán)流對(duì)於全球氣候的影響并不亞於位於較為淺海部分地理上比較熟知的幾個(gè)洋流系統(tǒng)。因?yàn)辂}分對(duì)於氣候長(zhǎng)期變化的影響可說(shuō)相當(dāng)深遠(yuǎn)的。例如鹽指學(xué)說(shuō)(salt fingers)，salt fingers於1960年被提出來(lái)以後，一般認(rèn)為這個(gè)現(xiàn)象對(duì)混合表層以下的海水相當(dāng)重要，它可以有效混合中、深層海水中的鹽分及熱量。對(duì)溫鹽環(huán)流及全球氣候有不可忽略的影響。海水因?yàn)闇囟燃胞}度的影響有明顯的層化現(xiàn)象。接近表面的海水由於與大氣接觸，可受風(fēng)力驅(qū)動(dòng)并由機(jī)械性紊流混合海水?；旌蠈右韵碌暮Ｋ畡t主要靠溫度及鹽度的改變來(lái)造成海水密度變化而驅(qū)動(dòng)環(huán)流，也就是所謂的溫鹽環(huán)流，相對(duì)於表層的風(fēng)生環(huán)流，溫鹽環(huán)流的流動(dòng)緩慢，主要沿著等密度面流動(dòng)。在層化的海洋中，如果上層海水溫度、鹽度較高，下層海水較冷、鹽度較低，則在這兩層海水交界處，上層溫暖的海水由於接觸到下層低溫的海水，溫度會(huì)逐漸下降，密度逐漸提高，這些較重的海水會(huì)向下沉，像手指頭一樣伸入下層海水，這個(gè)現(xiàn)象稱為『鹽指』，是一種小尺度的混合作用。由於鹽指的溫度可以很快跟周圍達(dá)到熱平衡，比鹽度的混合迅速，這些下沉的海水密度會(huì)繼續(xù)提高，鹽指也就繼續(xù)往下伸展，同時(shí)也將下層海水置換到上層，達(dá)到混合兩層海水的作用。鹽指是海洋中非常重要的混合作用之一。海洋中小小的鹽分變化也有可能影響較大尺度的環(huán)流組成，而更大一點(diǎn)的環(huán)流變化可能對(duì)全球的氣候發(fā)生重大的影響。像是最近的一些氣候?qū)W假說(shuō)中就認(rèn)為全球變暖將使海洋溫度上升，并使更多的淡水流入海洋(如氣候變暖將加快冰山的溶解速度)。而通過(guò)一些氣象模型的演示，我們認(rèn)為海洋表面溫度的上升以及海水鹽度的減小可能減緩溫鹽環(huán)流甚至使其完全停滯。也就有可能發(fā)生電影“後天”中的某些場(chǎng)景。 地球氣候自脫離上一冰河期之後，在一萬(wàn)年前左右溫度突然下降，形成一短暫的冷期，稱為新仙女木(Younger Dryas)。美國(guó)哥倫比亞大學(xué)Broecker等人認(rèn)為溫鹽環(huán)流的改變是造成此一現(xiàn)象的主因。他們的的看法是: 天文因素的變化使地球逐漸脫離上一個(gè)冰期( 約1萬(wàn)8千年前 )，北美冰河大量溶化，某種因素改變了淡水向南流入墨西哥灣的現(xiàn)象，反使得大量淡水向北流入北大西洋，表面海水因之變輕(因?yàn)椋}量變小)，下沈海水量變少，溫鹽環(huán)流因而變?nèi)?。海表面往北洋流也連帶的減弱，北傳的熱量減少，降低海洋調(diào)節(jié)高緯大氣的功能，氣溫因此迅速下降。 有些科學(xué)家利用大氣/海洋耦合模式去模擬溫鹽環(huán)流對(duì)新仙女木氣候的影響他們假設(shè)二種狀況，一種是有溫鹽環(huán)流，即在北大西洋海水下沈，另一種是無(wú)海水下沈。結(jié)果顯示溫鹽環(huán)流不但使北大西洋氣溫升高，北半球平均氣溫也升高，但是南半球氣溫則下降。相反的，如果沒(méi)有溫鹽環(huán)流，北大西洋及北半球平均氣溫皆將下降。他們的研究證實(shí)了Broecker等人的看法。 除了影響氣候，北大西洋也具有調(diào)節(jié)大氣中二氧化碳濃度的作用。這是因?yàn)?，大量二氧化碳在北大西洋溶解於海水，隨著海水下沈進(jìn)入溫鹽環(huán)流，使得北大西洋成為吸收二氧化碳的主要海洋地區(qū)之一。 溫鹽環(huán)流的影響甚至并不只是長(zhǎng)期的氣候變化，還有短期非特定型態(tài)的天氣變異因子?？屏_拉多州立大學(xué)的資深颶風(fēng)研究員葛瑞(William M. Gray)則相信，颶風(fēng)的長(zhǎng)周期變化可能與全球海洋環(huán)流有關(guān)，因?yàn)檠罅鲿?huì)將熱帶溫暖的高鹽水，千里迢迢帶到北大西洋。當(dāng)這個(gè)溫鹽環(huán)流很強(qiáng)勁時(shí)，北大西洋會(huì)比較溫暖，而且產(chǎn)生較多大型颶風(fēng);當(dāng)環(huán)流減弱時(shí)(也許是因?yàn)楸睒O海冰的淡水注入)，颶風(fēng)的活動(dòng)也隨之減緩。 至於較為淺海的環(huán)流以及洋流系統(tǒng)主要影響并調(diào)控大陸的氣候組成。在地球表面，海洋與大陸的分布直接影響氣候分布的組成。在陸地局部和海洋局部地區(qū)，影響氣候分布的因素主要有地形和洋流。二億年以前，地球表面只有一個(gè)超級(jí)大陸，二億年前左右，由於海底擴(kuò)張，大陸板塊開始分裂漂移，最後形成了現(xiàn)今的海陸分布狀況：大部分陸地集中在北半球，尤其在北緯30度到60度之間，而海洋占地球總面積的71%，陸地僅占 29%。海洋和大陸由於物理性質(zhì)不同，在同樣的輻射之下，它們的增溫和冷卻有著很大的差異。陸地的比熱小而且是固態(tài)，對(duì)於太陽(yáng)輻射變化的反應(yīng)幾乎是立即的，快速地增溫與冷卻，且無(wú)法有效率地傳輸熱量;反之，海洋的比熱大，太陽(yáng)輻射的季節(jié)變化無(wú)法立即改變海水溫度，此一延遲效應(yīng)，使得海洋在夏天儲(chǔ)存多馀能量，冬天時(shí)再釋出。因此冬季，大陸氣溫低於海洋，夏季，大陸氣溫高於海洋。海陸分布對(duì)氣候影響，在地球上形成了差別很大的大陸性氣候和海洋性氣候。大陸性氣候的特點(diǎn)是變化快、變化大，因此大陸性氣候的日溫差、年溫差數(shù)值都較大，而海洋性氣候則相反。大陸性氣候最高溫出現(xiàn)在7月，最低溫出現(xiàn)在1月，海洋性氣候一般最高溫出現(xiàn)在8月，最低溫出現(xiàn)在2月，氣溫變化晚於大陸。在同一緯度，春夏的氣溫，陸上較高，海上較低;相反，冬秋的氣溫，陸上較低，海上較高。從而大陸性氣候具有春溫高於秋溫的特點(diǎn)，而海洋性氣候則有秋溫高於春溫的特點(diǎn)。在濕度和降水方面，海洋性氣候的特徵是相對(duì)濕度較大，相對(duì)濕度年變化小，云量多、降水量多，降水的年變化小，秋冬降水較多。而大陸性氣候的特色是，相對(duì)濕度較小，相對(duì)濕度的年變化大，云量少，晴天多，降水量少，降水的年變化大，夏季降水較多。 海陸對(duì)氣壓和風(fēng)也有明顯的影響，季風(fēng)主要就是導(dǎo)因於海陸分布產(chǎn)生的加熱不均勻。氣壓分布隨氣溫分布而變化，夏季，大陸是熱源，海洋為冷源，因此陸上氣壓低，海上氣壓高，導(dǎo)致風(fēng)從海洋吹向大陸;冬季，海洋是熱源，大陸為冷源，海上氣壓低，陸上氣壓高，於是風(fēng)從陸上吹向海洋。此外，海陸分布也影響海洋環(huán)流，間接影響氣候。例如，大約在三千年前，原來(lái)相連的南美洲與南極洲分裂漂移開，於是兩者之間形成了繞南極的洋流，使原本來(lái)自熱帶的洋流被截?cái)啵瑹o(wú)法繼續(xù)將熱能傳送至南極大陸附近的海域。 以下簡(jiǎn)述表層環(huán)流系統(tǒng)(也就是我們一般地理學(xué)所熟知的表層洋流系統(tǒng)) 表層環(huán)流總體規(guī)律： 以中低緯海區(qū)的副高為中心的反氣旋型大洋環(huán)流 以北半球中高緯海區(qū)的低壓區(qū)為中心的氣旋型大洋環(huán)流 南半球中緯海區(qū)的西風(fēng)漂流 在南極大陸周圍形成的繞極環(huán)流 北印度洋形成的季風(fēng)環(huán)流 1.反氣旋型大洋環(huán)流 信風(fēng)帶作用下的信風(fēng)漂流(南、北赤道暖流)向西流動(dòng)，遇大陸后，一部分海水因信風(fēng)切應(yīng)力南北向速度分量不均和補(bǔ)償作用而折回，便形成了自西向東的赤道逆流和赤道潛流;另一部分信風(fēng)漂流向高緯的南北分流，在北太平洋形成黑潮、在南太平洋形成東澳大利亞洋流、在南大西洋形成巴西洋流、在北大西洋形成北大西洋灣流、在南印度洋形成莫桑比克洋流。 西風(fēng)帶作用下的西風(fēng)漂流向東流動(dòng)，遇大陸后，向兩側(cè)的高緯低緯分流，形成補(bǔ)償流，向低緯流的洋流有：北太平洋的加利福尼亞洋流、南太平洋的秘魯洋流、北大西洋的加那利洋流、南大西洋的本格拉洋流、南印度洋的西澳大利亞洋流。 信風(fēng)漂流、信風(fēng)漂流遇大陸后向高緯轉(zhuǎn)向的補(bǔ)償流、西風(fēng)漂流、西風(fēng)漂流遇大陸后向低緯轉(zhuǎn)向的補(bǔ)償流，便構(gòu)成各大洋副熱帶海區(qū)(僅指大洋的如下海區(qū)：北太平洋、南太平洋、北大西洋、南大西洋、南印度洋)的反氣旋型大洋環(huán)流。 2.氣旋型大洋環(huán)流 由西風(fēng)漂流、西風(fēng)漂流遇到陸地后向北分支形成的補(bǔ)償流、極地東風(fēng)帶形成的中高緯大洋西岸的洋流組成北半球中高緯海區(qū)的氣旋型大洋環(huán)流。 該環(huán)流在北太平洋上有：北太平洋暖流、阿拉斯加洋流、千島寒流;在北大西洋上有：北大西洋暖流、挪威暖流、東格陵蘭寒流。 3.北印度洋季風(fēng)漂流 北印度洋受南亞季風(fēng)的影響，冬半年盛行東北季風(fēng)，形成東北季風(fēng)漂流，夏半年盛行西南季風(fēng)，形成西南季風(fēng)漂流。 4.南極繞極環(huán)流 在極地東風(fēng)帶的吹拂下形成環(huán)繞南極洲大陸一周的南極繞極環(huán)流，再往低緯方向?yàn)榄h(huán)繞南極大陸一周的西風(fēng)漂流，因本海區(qū)自然特征比較一致，有些學(xué)者把南極外圍海區(qū)稱為南極洋，另一部分學(xué)者認(rèn)為大洋應(yīng)有其對(duì)應(yīng)的大洋中脊而不承認(rèn)南極洋這一稱謂。 淺層洋流系統(tǒng)對(duì)氣溫的影響： (1)洋流使低緯度的熱量向高緯度的熱量傳輸，特別是暖流的貢獻(xiàn)。 (2)洋流對(duì)同緯度大陸兩岸氣溫的影響：暖流經(jīng)過(guò)的大陸沿海氣溫高，寒流經(jīng)過(guò)的大陸沿海氣溫低。 1、在寒暖流交匯處或上升補(bǔ)償流區(qū)，往往形成較大的漁場(chǎng)，世界四大漁場(chǎng)及其洋流成因如下： 北海道漁場(chǎng)：位于日本北海道島附近，日本暖流和千島寒流交匯。 北海漁場(chǎng)：位于歐洲北海，北大西洋暖流與極地東風(fēng)帶帶來(lái)的北冰洋南下冷水交匯。 秘魯漁場(chǎng)：海岸盛行東南信風(fēng)，為離岸風(fēng)，導(dǎo)致上升補(bǔ)償流(亦稱涌流)。 紐芬蘭漁場(chǎng)：加拿大紐芬蘭島附近，北大西洋灣流和拉布拉多寒流交匯。 2、赤道地區(qū)的企鵝：在太平洋東部赤道地區(qū)的科隆群島(又名加拉帕戈斯群島)，有企鵝分布，是秘魯寒流的因故。 另一方面，淺層洋流與圣嬰現(xiàn)象的關(guān)系也是最近氣候?qū)W的研究焦點(diǎn)，既然談到圣嬰，那在此簡(jiǎn)述一下?！笆氍F(xiàn)象”一詞(El Nio，西班牙語(yǔ)“圣子、圣嬰”)，原本是厄瓜多及秘魯沿海漁民用來(lái)指稱發(fā)生於圣誕節(jié)前後，并持續(xù)數(shù)月的溫暖洋流。在這段時(shí)間內(nèi)的漁獲量較少，因此漁民們總是藉此獲得休息，整修裝備并和家人團(tuán)聚。但在某些年份里，洋流溫度會(huì)特別的高，使?jié)O民的休息時(shí)間一直延續(xù)到五月，甚至到六月。數(shù)年下來(lái)「圣嬰現(xiàn)象」一詞便被用來(lái)泛指這些格外強(qiáng)烈的溫暖時(shí)段。它們不但擾亂了漁民的生活，其挾帶的豪雨更造成了極大的災(zāi)害。在過(guò)去1951～1990之間，共有九次圣嬰現(xiàn)象對(duì)南美海岸造成影響;它們不但使海洋水溫增高，更造成了海面的大幅提升。其影響范圍不僅包括了沿海地區(qū)，甚至在加拉巴哥群島與圣誕島間、延伸約五千哩的太平洋海域，也在其影響范圍之內(nèi)。較輕微的圣嬰現(xiàn)象，僅使海洋溫度提高約華氏1～2度，影響所及也只限於南美漁場(chǎng);但在較強(qiáng)烈的圣嬰現(xiàn)象中，如 1982～1983年的案例，不僅使南美當(dāng)?shù)貧夂蚣昂Ｑ笊鷳B(tài)發(fā)生改變，對(duì)全球的天候狀況亦造成極劇烈的沖擊。其中秘魯洋流的變化是圣嬰現(xiàn)象的關(guān)鍵之一，不過(guò)由於圣嬰的牽涉太廣，在此便不贅述了?？傊罅鞯挠绊懯歉呱钅獪y(cè)的。它研究起源於地理學(xué)，但是它的影響已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)地學(xué)的范疇了。 氣候的變化不是單靠大氣環(huán)流運(yùn)動(dòng)，尚需與海洋洋流同步配合。洋流是目前地學(xué)與海洋學(xué)學(xué)術(shù)上很重要的項(xiàng)目。我還以為地理吧的人會(huì)對(duì)洋流有興趣的說(shuō)。好吧，在此我再補(bǔ)充關(guān)於海流的測(cè)量方式。希望有人會(huì)注意這個(gè)帖子。 一般來(lái)說(shuō)，海流的測(cè)定大致可分為兩種方式： 一、間接測(cè)量： 1.漂流法 ( drift method ) 以海面的漂浮物體隨著海流漂動(dòng)，間接推算海水的流向與流速。一般對(duì)於長(zhǎng)距離的觀測(cè)，大多只能觀測(cè)到其起點(diǎn)與終點(diǎn)，至於整個(gè)漂流軌跡則無(wú)法獲悉，更無(wú)法確定海流的流速。只有短距離觀測(cè)時(shí)，若以岸上若干固定點(diǎn)為觀測(cè)點(diǎn)，并以較短的時(shí)間來(lái)確定漂流物的位置，即可求得漂流物的軌跡。 例如：海流瓶(在瓶子中盛入少許的沙粒以為重錘，使得瓶口得以露出水面為宜，并在瓶?jī)?nèi)放置報(bào)告用的明信片，明信片上注明拋入海中的時(shí)間與地點(diǎn)，必要時(shí)可在瓶?jī)?nèi)放置少許酬金并請(qǐng)揀拾到瓶子的人，能將拾獲的地點(diǎn)及時(shí)間記下，再寄回原調(diào)查機(jī)關(guān).此種方法的優(yōu)點(diǎn)是可利用船只或飛機(jī)大量散布瓶子。)、海流竿(current poles)、深海漂筒(deep drogues)、船泊漂流(ship drift)。 2.鹽溫圖分析 穩(wěn)定之海流會(huì)造成相關(guān)的海水鹽、溫分布特性，所以收集多點(diǎn)各層海水的鹽、溫資料，分析其特性，就可以推算海流的流速與流向。這是歐洲的地理、氣候與海洋學(xué)者常用的方法。 二、直接測(cè)量：(定點(diǎn)觀測(cè)法) fixed current measurement 以某定點(diǎn)為觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn),用海流計(jì)來(lái)直接測(cè)量海流。常用的海流計(jì)有：厄克曼海流計(jì)(Ekman's current meter)、DHI (Deut sches hydrographisches Institut)海流計(jì)、照相海流計(jì)、GEK(Geomagnetic Electro-kinetograph)海流計(jì)
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