洋流

洋流是地球表面热环境的主要调节者。洋流可以分为暖流和寒流。若洋流的水温比到达海区的水温高，则称为暖流；若洋流的水温比到达海区的水温低，则称为寒流。一般由低纬度流向高纬度的洋流为暖流，由高纬度流向低纬度的洋流为寒流。海轮顺洋流航行可以节约燃料，加快速度。暖寒流相遇，往往形成海雾，对海上航行不利。此外，洋流从北极地区携带冰山南下，给海上航运造成较大威胁。

编辑本段形成

　　根据洋流形成的主导因素，可将洋流分为风海流，密度流和补偿流三种类型。

　　①在盛行风吹拂下，表层海水沿着一定方向做大规模的流动，这样形成的洋流称为风海流。（世界上的洋流大多数是风海流）

　　②不同的海域因海水的温度和盐度不同，导致海水密度分布不均，引起海水的流动，称为密度流。

　　③由风力和密度差异所形成的洋流，使海水流出的海区海平面降低，相邻海区的海水流过来进行补充，这样形成的洋流叫做补偿流。补偿流有水平的，也有垂直的。垂直补偿流又分为上升流和下降流。例如：秘鲁附近海区存在明显上升流。

　　大气运动是海洋水体运动的主要动力。陆地形状和地转偏向力也会对洋流方向产生一定影响。

　　大洋中深度小于二三百米的表层为风漂流层，行星风系作用在海面的风应力和水平湍流应力的合力，与地转偏向力平衡后，便生成风漂流。行星风系风力的大小和方向，都随纬度变化，导致海面海水的辐合和辐散。一方面，它使海水密度重新分布而出现水平压强梯度力，当它和地转偏向力平衡时，在相当厚的水平层中形成水平方向的地转流；另一方面，在赤道地区的风漂流层底部，海水从次表层水中向上流动，或下降而流入次表层水中，形成了赤道地区的升降流。

洋流

　　大洋上的结冰、融冰、降水和蒸发等热盐效应，造成海水密度在大范围海面分布不均匀，可使极地和高纬度某些海域表层生成高密度的海水，而下沉到深层和底层。在水平压强梯度力的作用下，作水平方向的流动，并可通过中层水底部向上再流到表层，这就是大洋的热盐环流。

　　大洋表层生成的风漂流，构成大洋表层的风生环流。其中，位于低纬度和中纬度处的北赤道流和南赤道流，在大洋的西边界处受海岸的阻挡，其主流便分别转而向北和向南流动，由于科里奥利参量随纬度的变化(β-效应)和水平湍流摩擦力的作用，形成流辐变窄、流速加大的大洋西向强化流。每年由赤道地区传输到地球的高纬地带的热量中，有一半是大洋西边界西向强化流传输的。进入大洋上层的热盐环流，在北半球由于和大洋西向强化流的方向相同，使流速增大；但在南半球则因方向相反，流速减缓，故大洋环流西向强化现象不太显著。

　　大洋表层风生环流在南半球的中纬度和高纬度地带，由于没有大陆海岸阻挡，形成了一支环绕南极大陆连续流动的南极绕极流。

　　在大洋的东部和近岸海域，当风力长期地、几乎沿海岸平行地均匀吹刮时，一方面生成风漂流，发生海水的水平辐合和辐散，而出现上升流和下降流；另一方面因海水在近岸处积聚和流失而造成海面倾斜，发生水平压强梯度力而产生沿岸流，就形成沿岸的升降流。

大西洋洋流

大洋西向强化流在北半球向北(南半球向南)流动，而后折向东流，至某特定地区时，流动开始不稳定，流轴在其平均位置附近便发生波状的弯曲，出现海流弯曲(或蛇行)现象，最后形成环状流而脱离母体，生成了中央分别为来自大陆架的冷水的冷流环和来自海洋内部的暖水的暖流环。这是一类具有中等尺度的中尺度涡。此外，在大洋的其他部分，由于海流的不稳定，也能形成其他种类的中尺度涡。这些中尺度涡集中了海洋中很大一部分能量，形成了叠加在大洋气候式平均环流场之上的各种天气式涡旋，使大洋环流更加复杂。

洋流

　　在海洋的大陆架范围或浅海处，由于海岸和海底摩擦显著，加上潮流特别强等因素，便形成颇为复杂的大陆架环流、浅内海环流、海峡海流等浅海海流。

　　海流按其水温低于或高于所流经的海域的水温，可分为寒流和暖流两种，前者来自水温低处，后者来自水温高处。表层海流的水平流速从几厘米/秒到300厘米/秒，深处的水平流速则在10厘米/秒以下。铅直流速很小，从几厘米/天到几十厘米/时。海流以流去的方向作为流向，恰和风向的定义相反。

　　海流对海洋中多种物理过程、化学过程、生物过程和地质过程，以及海洋上空的气候和天气的形成及变化，都有影响和制约的作用，故了解和掌握海流的规律、大尺度海-气相互作用和长时期的气候变化，对渔业、航运、排污和军事等都有重要意义。

编辑本段分类

按成因分类

　　洋流按成因分为风海流、密度流和补偿流。

　　风海流(吹送流)

　　亦称吹送流，漂流：在风力作用下形成的。盛行风吹拂海面，推动海水随风漂流，并且使上层海水带动下层海水流动，形成规模很大的洋流，叫做风海流。世界大洋表层的海洋系统，按其成因来说，大多属于风海流。

洋流流向

　　密度流

　　在密度差异作用下引起。不同海域海水温度和盐度的不同会使海水密度产生差异，从而引起海水水位的差异，在海水密度不同的两个海域之间便产生了海面的倾斜，造成海水的流动，这样形成的洋流称为密度流。

　　补偿流

　　因为海水挤压或分散引起。当某一海区的海水减少时，相邻海区的海水便来补充，这样形成的洋流称为补偿流。补偿流既可以水平流动，也可以垂直流动，垂直补偿流又可以分为上升流和下降流，如秘鲁寒流属于上升补偿流。

　　综上所述，产生洋流的主要原因是风力和海水密度差异。实际发生的洋流总是多种因素综合作用的结果。

按冷暖性质分类

　　海流按其水温低于或高于所流经的海域的水温，可分为寒流和暖流两种。 ①

洋流演示仪

暖流：水温较流经海区水温高的是暖流，来自水温低处。②寒流，亦称凉流，冷流：本身水温比周围水温低，来自水温高处。表层海流的水平流速从几厘米/秒到300厘米/秒，深处的水平流速则在10厘米/秒以下。铅直流速很小，从几厘米/天到几十厘米/时。海流以流去的方向作为流向，恰和风向的定义相反。

按地理位置分类

　　赤道流、大洋流、极地流及沿岸流等。 具体为赤道逆流，北赤道暖流，南赤道暖流，西风漂流和环流。

编辑本段大洋环流系统

表层环流系统

表层环流总体规律

　　以中低纬海区的副高为中心的反气旋型大洋环流。

洋流分布

以北半球中高纬海区的低压区为中心的气旋型大洋环流。

　　赤道为低气压区，由赤道两侧吹向赤道的东北信风和东南信风，驱动赤道两侧的海水由东向西流动。北面得称为北赤道暖流，南面的称为南赤道暖流。赤道暖流到达大洋西岸时，受陆地阻挡，其中一小股回头向东形成赤道逆流；大部分受到地转偏向力的影响，沿海岸向较高的纬度流去，至中纬地区受西风吹动形成西风漂流。当它们到达大洋东岸时，一部风沿大陆西岸折向低纬，成为赤道暖流的补偿流；另一部分沿大陆西岸折向高纬，构成极地寒流。

　　南半球中纬海区的西风漂流。

　　在南极大陆周围形成的绕极环流，称为南极寒流。

　　北印度洋形成的季风环流，夏季以顺时针方向流动，冬季以逆时针方向流动。

反气旋型大洋环流

　　信风带作用下的信风漂流（南、北赤道暖流）向西流动，遇大陆后，一部分海水因信风切应力南北向速度分量不均和补偿作用而折回，便形成了自西向东的赤道逆流和赤道潜流；另一部分信风漂流向高纬的南北分流，在北太平洋形成黑潮即日本暖流、在南太平洋形成东澳大利亚洋流、在南大西洋形成巴西洋流、在北大西洋形成北大西洋湾流、在南印度洋形成莫桑比克洋流。

　　西风带作用下的西风漂流向东流动，遇大陆后，向两侧的高纬低纬分流，形成补偿流，向低纬流的洋流有：北太平洋的加利福尼亚洋流、南太平洋的秘鲁洋流、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亚洋流。

　　信风漂流、信风漂流遇大陆后向高纬转向的补偿流、西风漂流、西风漂流遇大陆后向低纬转向的补偿流，便构成各大洋副热带海区（仅指大洋的如下海区：北太平洋、南太平洋、北大西洋、南大西洋、南印度洋)的反气旋型大洋环流。

洋流

气旋型大洋环流

　　由西风漂流、西风漂流遇到陆地后向北分支形成的补偿流、极地东风带形成的中高纬大洋西岸的洋流组成北半球中高纬海区的气旋型大洋环流。

　　该环流在北太平洋上有：北太平洋暖流、阿拉斯加洋流、千岛寒流；在北大西洋上有：北大西洋暖流、挪威暖流、东格陵兰寒流。

　　北印度洋季风漂流北印度洋受南亚季风的影响，冬半年盛行东北季风，形成东北季风漂流，夏半年盛行西南季风，形成西南季风漂流。

　　参见：南亚季风区，热带季风气候

南极绕极环流

　　在极地东风带的吹拂下形成环绕南极洲大陆一周的南极绕极环流，再往低纬方向为环绕南极大陆一周的西风漂流，因本海区自然特征比较一致，有些学者把南极外围海区称为南冰洋，另一部分学者认为大洋应有其对应的大洋中脊而不承认“南冰洋”这一称谓。

编辑本段地理意义

　　海流对海洋中多种物理过程、化学过程、生物过程和地质过程，以及海洋上空的气候和天气的形成及变化，都有影响和制约的作用。故了解和掌握海流的规律、大尺度海-气相互作用和长时期的气候变化，对渔业、航运、排污和军事等都有重要意义。

洋流对气候的影响

　　总体来说，暖流增加温度和湿度，寒流降低温度和湿度。

　　对气温的影响洋流使低纬度的热量向高纬度的热量传输，特别是暖流的贡献。洋流对同纬度大陆两岸气温的影响：暖流经过的大陆沿海气温高，寒流经过的大陆沿海气温低。

　　对降水和雾的影响暖流上空有热量和水汽向上输送，使得层结不稳定、空气湿度增大而易产生降水。而寒流产生逆温，层结稳定，水汽不易向上输送，蒸发又弱，下层相对湿度有时虽然很大，但只能成雾，不能成雨。寒流表面多平流雾，在以下几种情况出现：海陆风雾：陆风在白天流到寒流表面而形成平流雾；海雾：在寒暖流交汇处，风自暖流表面吹至寒流表面而形成平流雾。

对海洋生物的影响

　　寒暖流交汇的海区，海水受到扰动，可以将下层营养盐类带到表层，有利于鱼类大量繁殖，为鱼类提供诱饵；两种洋流还可以形成“水障”，阻碍鱼类活动，使得鱼群集中，往往形成较大的渔场，世界四大渔场及其洋流成因如下：北海道渔场：位于日本北海道岛附近，日本暖流和千岛寒流交汇。北海渔场：位于欧洲北海，北大西洋暖流与极地东风带带来的北冰洋南下冷水交汇。秘鲁渔场：海岸盛行东南信风，为离岸风，导致上升补偿流（亦称涌流）。纽芬兰渔场：加拿大纽芬兰岛附近，墨西哥湾暖流和拉布拉多寒流交汇。赤道地区的企鹅：在太平洋东部赤道地区的科隆群岛（又名加拉帕戈斯群岛），有企鹅分布，是秘鲁寒流的缘故。

　　参见：渔场

编辑本段对海洋污染的作用

　　有利也有弊：既可以使污染物因迅速扩散而加快其稀释和净化的速度，也相应地使污染范围扩大。

　　洋流重要性：

　　1. 将多个不同洋域的热能传送至不同洋区(热能上的平衡)；

　　2. 将多个不同洋域的养分往不同的洋区；

洋流简化图

3. 将多个不同洋域含氧量不同的海水因洋流分布往不同洋区。

　　因此洋流在地球的生物圈和物理环境上起了重要而积极的平衡和带动作用，对大部分生物(包括陆地上)有存活上的积极帮助。

编辑本段世界主要洋流

洋流

　　(一) 太平洋

(二) 大西洋

(三) 印度洋

(四) 北冰洋

(五) 南冰洋

　　南极环极洋流

　　Weddell Gyre

　　塔斯曼洋流——约1

编辑本段洋流发电

　　在海洋运动中，洋流则对地球的气候和生态平衡扮演着重要的角色。洋流循着一定的路线周而复始地运动着，其规模比起陆地上的巨江大川则要大出成千上万倍。海水流动可以推动涡轮机发电，为人们输送绿色能源。中国的洋流能源也很丰富，沿海洋流的理论平均功率为1.4亿千瓦。

　　在所有的洋流中，有一条规模十分巨大，堪称洋流中的“巨人”，这就是著名的美国墨西哥湾流。它宽60公里～80公里，厚700米，总流量达到7400万立方米/秒～9300万立方米/秒，比世界第二大洋流——北太平洋上的黑潮要大将近1倍，比陆地上所有河流的总量则要超出80倍。若与我国的河流相比，它大约相当于长江流量的2600倍，或黄河的57000倍。墨西哥湾流与北大西洋洋流和加那利洋流共同作用后，调节西欧与北欧的气候。

　　美国伍兹霍尔海洋研究所的研究人员指出，墨西哥湾流受到风力、地球自转和朝向北极前进的热量所驱使，所带来的能量等同于美国发电能力的2000倍。若能成功利用这股强大的洋流，驱动设置在海底的涡轮发电机，就足以产生相当10座核能发电厂的电能，供应佛罗里达州三分之一的电力需求。佛罗里达大西洋大学的研究人员计划于几个月内测试一座小型的涡轮发电机。

　　佛罗里达大西洋大学“海洋科技中心”的研究人员说：“佛罗里达是世界上发展洋流发电的首选之地，因为这里常年都有强大的洋流。在这里建立的洋流发电厂可以全天候发电，一年到头都可发电。”但是，由于洋流发电相关技术还不成熟，不但建设电厂的经费无法估算，一些未知因素和可能造成的危险尚待克服。比如，海底运转的涡轮机螺旋桨有可能让鱼类和其他海洋生物致死。如果洋流发电厂不能解决生态问题，它将会遭受动物爱好者的反对。

洋流

美国西岸的加利福尼亚洋流不充沛，那里的研究人员因而转向海浪发电。加拿大一家电力公司将与北加州的电力公司合作，建造一座发电量达2000千瓦的“海浪发电农场”，预计于2012年竣工，届时将供应600户家庭用电，但电力公司希望最终可以提供3万户家庭的用电。

　　美国电力研究中心在一项报告中分析认为，海浪与潮汐发电将可满足6.5%的电力需求。未来若是洋流、海浪与潮汐发电技术纯熟，将不失为沿海国家解决能源问题的福音。海洋发电的支持者表示，海洋发电即便不能解决所有的需求，但是非常值得考虑的一种低污染、取之不尽的能源来源。

　　成因是摩擦流（风海流或称漂流）；坡面流；密度流；补偿流; 潮流

编辑本段《后天》

　　美国大片《后天》中描绘了全球变暖带来的一个可怕的场景：由于格陵兰和北极的冰山融化，大量淡水进入北大西洋，降低了其盐度，最终导致墨西哥湾暖流乃至全球海洋的热盐环流完全终止，赤道和低纬度地区因而停止向极地和高纬度地区输送热量，结果导致这些地方温度剧降，进入一个新的冰河时代。

　　这是否仅仅是科学幻想呢？确实，出于戏剧化的需要，这部电影中有大量夸张和不合理的地方，但整体而言，此片中的情节在科学上是讲得通的，而地质学家指出，历史上地球确实发生过在极短时间内温度剧降的事件，其中最出名，对人类影响最大的就是新仙女木事件。

　　新仙女木事件名字的由来是因为在欧洲的地层堆积中发现了仙女木，这种现在只生长于北极地区的草本植物，证明以前欧洲气候曾经比现在冷得多。之所以叫“新”仙女木事件，是因为在更早的地层中，也发现过仙女木，故而仙女木事件不止发生一次。但是除了新仙女木事件以外，以前的历次仙女木事件和《后天》中描述的发生机制都不太相同。

　　新仙女木事件的独特之处，并不仅仅是平均气温降低---------历史上，地球的平均气温曾经降得更低，而在于她发生于冰川期结束，全球气温不断上升这样一个背景下。从18000年前的末次盛冰期，第四纪冰川期达到顶点开始，地球的气温就在不断上升，冰川在不断融化，但是在这个气温上升的过程中，却突然发生了新仙女木这样一个气温骤降的反复，是非常有意思的，对我们今天研究全球气候变化也是很有意义的。

　　新仙女木事件的起因现在一般认为就是如同《后天》中所描述的那样，冰川期结束时，全球气温升高，北美大陆的劳伦泰德冰架开始融化，在公元前1万年左右的时候，冰川融解开始加速，大量淡水进入北大西洋，导致全球海洋热盐环流终止，高纬度地区气温急剧下降，积聚了大量冰雪，洁白的冰雪对阳光反射率较高，造成地球吸收的太阳辐射减少，气温进一步降低，而更低的气温又导致冰雪覆盖的面积进一步扩张，如此反复，使得地球在短时间内变得极其寒冷。

　　虽然新仙女木事件发生时气温下降速度并没有《后天》中那么夸张，但确实是极快的。对于冰芯最新的研究表明，当时北半球的平均气温可能在10年内下降了20度左右。

　　作为对比，北京和广州的平均气温相差大约10度。

　　那么，淡水进入北大西洋为何会破坏墨西哥湾暖流乃至全球海洋热盐环流呢？

　　墨西哥湾暖流发源于加勒比海，终结于挪威。因为北大西洋上盛行西风，故而墨西哥湾暖流的热量主要是通过空气输送给了西北欧（对北美也有加热作用，但小一些），造成西北欧的气候比同纬度地区要温暖、湿润得多。

　　但是，墨西哥湾暖流虽然源源不断地把温度较高的海水从加勒比海带到高纬度地区，加勒比海的海平面却没有下降，高纬度地区海洋的海平面也没有上涨，这说明，除了墨西哥湾暖流之外，一定还另有洋流，把高纬度地区海洋多余的水体带走，并补充给加勒比海，使得墨西哥湾暖流不中断。这就是全球海洋的热盐环流。

　　事实上，墨西哥湾暖流只是全球海洋热盐环流的一部分，只不过全球海洋热盐环流因为很多部分都是在海面下，所以不出名。

　　墨西哥湾暖流在向北流去的过程中，不断与空气进行热交换，水温降低；同时，因为墨西哥湾暖流在海洋表面进行，所以水分会不断蒸发，盐度升高。温度降低和盐度升高都会造成密度增加，当墨西哥湾暖流到达英国、挪威时，因为其密度已经非常高，就会沉入海底，再通过海底的洋流经过印度洋、太平洋，补充回大西洋（见附图一，图中红色线条表示海洋表面的暖水流，蓝色线条表面深海中的冷水流）。墨西哥湾暖流之所以能不中断，就在于北大西洋高纬度地区海洋表面的海水因为下沉、流走，把加勒比海地区的温水“拉”了过来；如果北大西洋高纬度地区的海水不下沉，就没有给加勒比海的温水的空间。而且，深海中的冷水流也会因为没有来源而停止，低纬度地区的海洋得不到补充，整个热盐循环就会终止。

　　而北大西洋高纬度地区海洋表面的海水之所以下沉，是因为其温度、盐度造成其密度较大；如果其温度高一些，或者盐度淡一些，则其密度就要降低；如果其温度足够高或者盐度足够淡，其密度可能就不足以大到下沉所需的密度，从而终止墨西哥湾暖流乃至全球海洋热盐环流。

　　如果足够多的淡水进入北大西洋，就可以把其高纬度地区的海水稀释到不足以下沉的密度；这就是新仙女木冰期的发生机制，也是《后天》中所描述的。

　　一旦墨西哥湾暖流终止，西北欧地区气温就会降到同纬度其他地区--------加拿大北部和西伯利亚的水平，冰川会在挪威、瑞典、芬兰和苏格兰等地开始发育，洁白的冰雪会把更多的太阳辐射反射回太空，减少地球所能获得的热量，进一步降低气温；气温降低又会促进冰川的发育，如此反复。虽然温度下降的速度不会如《后天》中所描述的那么急剧，但是现在看，地球平均气温在10年内下降20度左右是曾经发生过的，以后再发生类似速度的降温也是可能的。

　　在新仙女木冰期，气温接近于末次盛冰期。中纬度地区即使在盛夏，最高气温也从不超过10度，而冬季中纬度地区的气温普遍在零下20度以下。从9月到次年5月，暴风雪几乎从不间断。站在直布罗陀海峡或者长江口，就能看到漂在海上的冰山。当冰期来临时，雪线和林线会下移和南移；大量淡水被锁在高纬度地区的冰雪中，低纬度地区的降水会剧减，这都会极大干扰人类的生活。新仙女木冰期对人类早期文明造成了极大的冲击，一般认为，北美大陆的克罗维斯文化的消失就是新仙女木冰期造成的。

　　当然，人类也会适应。在新仙女木冰期，西南亚和我国长江三角洲地区诞生了农业（欧亚大陆上其余地区的农业全部是由这两个地方传播扩散开来的），很有可能是寒冷干燥的气候造成的恶劣环境使得狩猎/采集不足以支持生存，逼迫人们转向农业。至于农业的发明并没有一般想象的那么困难，很有可能早期的狩猎/采集者发现，如果把自己吃剩下的果实留下一些扔到地里，第二年再来的时候同一个地方就会有丰富的食物；重复几次，农业就诞生了。现代分子生物学表明，在强人工选择的条件下，驯化农作物最短可能只需要30代（30个种植季）就能够获得足够好的品种。

　　新仙女木冰期大约持续了1000~1300年，约在公元前9500年结束。其结束的原因现在还不清楚，但她的结束和开始一样突然，大概是在几年内气温上升了7度。等到新仙女木冰期结束时候，人类进入了文明时代

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