海水的運動：表層洋流、上升流、深部洋流

海洋是個「天然永動機」，永無休止地在運動。

海水運動主要有波浪、潮汐和洋流三種方式。由於成因不同，洋流本身又可分為水平方向上的表層洋流、深部洋流以及垂向上的濁流、上升流等多種形式。引起海水運動的動力包括風、引潮力、海水溫度差和密度差，以及地震、火山等諸多因素。

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表層洋流

表層洋流是在風力驅動下海水質點產生的大規模定向運動，故又稱風驅洋流。

常年風向恆定的全球行星風系直接控制了全球表層洋流的總體格局，同時由於地球自轉產生的科里奧利效應，導致其路徑發生偏轉。在北半球，它使洋流偏右，在南半球偏左，從而在各大洋中形成了有固定路徑的巨大環流體系。

表層洋流分布

表層洋流理想模型

大洋寒流

大洋暖流

1.1墨西哥灣流

墨西哥灣流是全球最為壯觀的北大西洋暖流。其寬度約100-150千米，一般的表層洋流的流速為50厘米/秒，而它可達200-300厘米/秒；其總流量為150X106立方米/秒，相當於全球河流總流量的120倍。一般表層洋流所及的水深為100-200米，而此灣流可下達1000米，有時甚至深及4000米。 墨西哥灣流攜帶著巨大的熱量和水汽進入高緯地區，使得西北歐沿海國家始終處在溫濕宜人的氣候環境；同時它所帶來的大量降水，促進了北半球冰蓋的形成。

墨西哥灣流示意圖

墨西哥灣流衛星圖像

1.2黑潮暖流

黑潮是流經我國外海海域的一股強大暖流，因海水看似藍若靛青，所以稱為黑潮。其寬度為80千米左右，總行程6000千米。最大流速為75-250厘米/秒，可及水深1000米。 黑潮主流線區是西北太平洋海、氣熱量交換最強的地區之一，對於東亞大陸氣候有著十分重要的影響作用，致使這裡常年的氣候溫和，雨量充沛。如果主流線稍有擺動，就會對沿岸的氣候與農業生產帶來重大影響。

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上升流

上升流通常發生在沿岸地區，是一種垂直向上逆向運動的洋流。由於受風力吹送，將表層海水推離海岸，致使海面略有下降，為達到水壓的均衡，深層海水就在這裡補償上升，形成上升流。 上升流將營養物質豐富的次表層水帶到表層，肥化了表層透光帶，低等藻類由此勃發生長，食物鏈中的各類高級次生物也隨之興盛起來，因此這裡常形成大型漁場。

上升流的形成

全球上升流的分布

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深部洋流

長期來人們相信深部大洋是個黑暗而寧靜的世界。上世紀30年代有人通過計算，發現各處洋底的海水間存在密度差，推測由此可導致海水間的流動。60年代以來，通過海底攝影、測流儀和濁度儀等手段在4-5千米洋底發現了海水流動的確鑿證據，表明深海並不平靜，存在著強大的深部洋流。

深部洋流是靠密度差異引起的。海水的密度取決於水體的鹽度和溫度，不受重力作用影響，無需自上而下流動，而是沿洋盆邊緣流動，甚至可以向上流動。

全球深部洋流的分布

3.1大洋傳送帶

全球大洋存在著表層水和深層水間的大循環，猶如傳送帶一般。來自南部的北大西洋暖水在極地區遇冷後，比重增大向深處下沉變成深層水（圖中藍帶），進而南下入太平洋與印度洋，而那裡的表層水則向西流動（圖中紅帶），繞過南非進入大西洋，從而完成一個巨大的循環。

大洋傳送帶是根據深部水體的年齡測定發現的。表層水與深層水大約每2000年圍繞地球循環一圈。 地質歷史中，大洋傳送帶流的變化可以引起如電影《後天》所描繪的環境巨變。

大洋傳送帶

3.2全球海洋系統

3.3深部海水的年齡

3000米深水的C-14年齡

海水是有年齡的, 這可以通過海水中的放射性碳14元素來測定。通過對全球同樣3000米深度的海水年齡測定, 發現北大西洋最年輕, 而北太平洋最古老, 達2000歲左右, 也就是所謂的「千歲」海水。這種結果表明全球的海水在不停的交換，大洋傳送帶的假說是有根據的。

3000米深水的C-14年齡

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文章來源：綜合自科普中國；互聯網等 。

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