1. 海洋環(huán)流是由什么驅(qū)動(dòng)的
深海環(huán)流=溫鹽環(huán)流.
溫鹽環(huán)流(英文:thermohaline circulation,、縮寫:THC),,又稱「輸送洋流」,、「深海環(huán)流」等,,是一個(gè)依靠海水的溫度和含鹽密度驅(qū)動(dòng)的全球洋流循環(huán)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作現(xiàn)況是,,以風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的海面水流如墨西哥灣暖流等將赤道的暖流帶往北大西洋,,暖流在高緯度處被冷卻后下沈到海底,,這些高密度的水接著流入洋盆南下前往其他的暖洋位加熱循環(huán),,一次溫鹽循環(huán)耗時(shí)大約1600年,,在這個(gè)過程中洋流運(yùn)輸?shù)牟粏问悄芰浚囟?/ 熱能),,當(dāng)中還包括地球固態(tài)及氣體資源等,不過溫鹽環(huán)流最受人類關(guān)注的是其全球恒溫的功能,。溫鹽環(huán)流推測主要是由於北大西洋及南冰洋之間的鹽分及溫差對(duì)流而觸發(fā)的,。
概觀
深海中的洋流主要是依仗密度的差額來驅(qū)動(dòng),并且潮汐現(xiàn)象引發(fā)的洋流運(yùn)動(dòng)亦會(huì)對(duì)深海洋流帶來顯著的影響,。至於表面的洋流帶會(huì)因?yàn)槊芏鹊牟町惗c其他的水域劃清界線,。暖流會(huì)膨脹致使密度下降,高濃度的鹽則會(huì)填補(bǔ)水分子間的空隙導(dǎo)致密度上升,,低密度的水會(huì)浮在高密度的上方,。當(dāng)高密度的水先形成,分層形態(tài)并不穩(wěn)定的,,為了均衡其密度分布,不同密度的水會(huì)相互產(chǎn)生對(duì)流,,提供了深海洋流的動(dòng)能,。
深層水的形成
高密度的水幾乎都集中在北大西洋及南冰洋下沈至海底深處的洋盆,在這些極地的洋域,,表面洋帶的水都會(huì)因?yàn)楹L(fēng)吹襲而冷卻,,這些風(fēng)不單帶動(dòng)表面洋帶移動(dòng),所引起的乾濕溫差還會(huì)構(gòu)成大規(guī)模的海水蒸發(fā),,加速水溫下降,,這個(gè)現(xiàn)象被稱為蒸發(fā)冷卻,類似人體在濕熱的環(huán)境下排汗降溫的原理,。由於被蒸發(fā)走的是純水的分子,,海水中的鹽度會(huì)相對(duì)地上升。另海洋上冰的構(gòu)成亦對(duì)海鹽的濃度帶來不可忽視的影響,,由於純水的凝固點(diǎn)是攝氏0度,,比鹽水的零下1.8度要高,因此純水往往會(huì)比咸水優(yōu)先結(jié)冰,,增加了的鹽度減弱了海水凝固的速度,,如此寒冷的濃鹽水會(huì)被包含在海冰的蜂巢狀之結(jié)構(gòu)中,當(dāng)中的濃鹽水逐漸地反過來熔解覆蓋著它的冰層,,最后將一部分冰塊從母冰塊分裂出并下沈,,這個(gè)過程叫做海水排斥。水溫和鹽度這兩大因素加起來導(dǎo)致海水的密度增大,。
深層水的動(dòng)態(tài)
挪威海是這個(gè)系統(tǒng)主要進(jìn)行蒸發(fā)冷卻及洋帶下沈的場地,,在此處下沈的水被稱為「北大西洋深層水」(North Atlantic Deep Water,英文縮寫:NADW),。NADW充滿著洋盆并沿著連接格林蘭島,、冰島及大不列顛海底巖床的裂隙溢流向南方。接著極緩慢地流入大西洋深海平原,繼續(xù)向南方推進(jìn),。繞過南非后寒流帶會(huì)一分為二,,一部分的水會(huì)前往印度洋在該處涌升將寒流帶到,另外一部分部分經(jīng)歷最長的一個(gè)周期的洋流最終會(huì)抵達(dá)北太平洋,,受到淺而狹窄的白令海峽阻塞然后因?yàn)槭軣嵘嫌孔兓嘏骼^而循環(huán),。
「南極底層水」(Antarctic Bottom Water,英文縮寫:AABW)在威德爾海以冰塊的海水排斥作用下沈并流向北方的大西洋洋盆,,由於其密度比NADW更高所以AABW實(shí)際上潛流在NADW之下,。它原本向西太平洋的旅程在德雷克海峽受阻繼而沿著南美洲東岸的圭亞那洋盆向大西洋赤道進(jìn)發(fā)。
2. 海洋環(huán)流定義
海底暗流指的是深海中流動(dòng)的水流,,它們通常位于海水中層或深水層,,不會(huì)被淺層海水的運(yùn)動(dòng)所干擾。
這些暗流通常比海面上的表層流慢得多,,但它們由于流動(dòng)區(qū)域較大,,產(chǎn)生的動(dòng)能十分巨大。
海底暗流的形成主要起因是深層的水溫和鹽度分布不均勻,,這導(dǎo)致了深層海水的運(yùn)動(dòng),。其中,溫度對(duì)水的密度影響較大,,通常導(dǎo)致海水的垂直運(yùn)動(dòng),,而鹽度影響則會(huì)導(dǎo)致水的水平運(yùn)動(dòng)。
海底暗流可以在海洋環(huán)流和氣候的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要的作用,,同時(shí)也會(huì)對(duì)深海生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響,。了解和研究海底暗流的本質(zhì)和特點(diǎn),對(duì)于探索海洋的奧秘和保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境都具有重要的意義,。
3. 海洋環(huán)流的空間尺度
核廢水的稀釋與分散,,需要考慮許多因素,例如排放速度,、水流速度,、海洋環(huán)流等。目前,,日本政府正計(jì)劃將核廢水排放到太平洋中,,根據(jù)估算,稀釋需要幾十年時(shí)間,。但需要強(qiáng)調(diào)的是,,根據(jù)不同的排放方式和海洋環(huán)境條件,所需時(shí)間會(huì)有所不同,。同時(shí),,涉及到核廢水排放對(duì)環(huán)境和人類健康可能造成的風(fēng)險(xiǎn)和影響,,務(wù)必要慎重考慮這一決定,并遵守相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)和程序,。
4. 海洋環(huán)流對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響
洋流的環(huán)境效應(yīng)表現(xiàn)在以下四個(gè)方面:
1,、全球水熱平衡
2、沿岸氣候
3,、主要漁場的形成
4,、航海、海洋污染擴(kuò)散
5. 海洋環(huán)流是由什么驅(qū)動(dòng)的物理學(xué)
海陸間大氣熱力環(huán)流是,,陸地受熱快,,空氣上升,近地面形成低氣壓,,海洋升溫慢,,氣壓高,因此近地面空氣由高氣壓流向低氣壓,,由海洋流向陸地,,高空相反,陸地高空氣壓高,,海洋高空氣壓低,氣流從由陸地向海洋流動(dòng),,這樣便形成海陸間環(huán)說,。
6. 海洋環(huán)流的作用
白天地面受熱,溫度比海面上升快,,大氣膨脹由地面上升,,近地面形成低氣壓,而高空形成高氣壓,,海水溫度比陸地低,,從而在近地面和高空的水平面上形成了氣壓差,促使大氣的水平運(yùn)動(dòng),,形成海面向陸地的風(fēng),。夜晚情況相反,海水降溫幅度比陸地小,,大氣膨脹由海面上升水平運(yùn)動(dòng)吹向陸地,,風(fēng)從陸地吹向海洋。
7. 海洋環(huán)流的特征分布
南極洲環(huán)流為全球洋流系統(tǒng)的最強(qiáng)勁的洋流,,為一個(gè)環(huán)繞南極洲由西向東的洋流,。它是南冰洋的主要循環(huán)系統(tǒng)特征。令溫暖的海水隔離南極洲,,令其大陸維持其巨大冰原,,被水手們廣泛認(rèn)知多年,。
貫通全球的流向
普遍認(rèn)為南極洲環(huán)流的巨大流量是因?yàn)槟媳笪黠L(fēng)帶強(qiáng)烈的風(fēng)引致,而此風(fēng)更吹在整個(gè)開放的緯度上,。如果緯度上有陸地,,風(fēng)吹在密度低的表層水上很容易便會(huì)疊起來被大陸所阻礙。但南冰洋密度低的表層水的動(dòng)量不能以以上方式取得平衡,。
溫鹽環(huán)流理論
各種理論在不同層面提出了關(guān)于由風(fēng)引起的南極洲環(huán)流動(dòng)量平衡問題,。風(fēng)所推動(dòng)的東向動(dòng)量不斷增加,因?yàn)榭评飱W利力而令水分子漂離地球的自轉(zhuǎn)軸(即向北行),。此向北流量被在主要山脊系統(tǒng)引起的向南,、壓力推動(dòng)的水流平衡了。部分理論把以上水流直接連系在一起,,意味著南冰洋水流引起顯著的密集深海上升水流,,把密度高的深層水轉(zhuǎn)化成密度低的表層水,與及由原本向南的水流轉(zhuǎn)化成向北,。以上理論把全球性溫鹽環(huán)流計(jì)算在南極洲環(huán)流的強(qiáng)度中,,特別影響了北大西洋的性質(zhì)。
彎流理論
另一方面,,有如發(fā)生在海洋的大氣風(fēng)暴的海洋渦流,,或視為南極洲環(huán)流的大規(guī)模彎流(meanders)可能直接把流量動(dòng)量帶至水柱下。這是因?yàn)樗骺梢栽诓墼斐梢粋€(gè)純南向力,,而在脊造成一個(gè)純北向力,,兩者不需要任何密度的轉(zhuǎn)移。實(shí)際上溫鹽環(huán)流及彎流均可能作為一個(gè)重要角色,。
南極洲環(huán)流的周期性波動(dòng)
</strong>近期研究指出南極洲環(huán)流依時(shí)間而改變,。以上發(fā)現(xiàn)的證據(jù)為南極繞極波(Antarctic Circumpolar Wave),南極繞極波為一個(gè)影響大部分南半球氣候的周期性振動(dòng),。另一證據(jù)為南極濤動(dòng)(Antarctic oscillation),,包含了南極風(fēng)力及位置的轉(zhuǎn)變。南極濤動(dòng)的趨勢被假設(shè)為因?yàn)槟蠘O洲環(huán)流在近二十年的水量增加,。
形成
南極洲環(huán)流在中新世形成,,當(dāng)時(shí)將來會(huì)成為南極洲及南美洲的岡瓦那大陸終于有足夠的分裂給德雷克海峽在2千3百萬年前形成。由于南極洲與溫暖洋流受到阻隔,,南極洲變得越來越冷,,冰川開始在原本是森林的大陸上形成。
8. 海洋環(huán)流形成的原因
大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流又被人們稱為“墨西哥灣流”,,它通過將溫暖的表面水傳送到高緯度地區(qū),,從而讓這些水在寒冷的北大西洋深層水的地方進(jìn)行冷卻、滲透,、向南返程流動(dòng),。大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的變更會(huì)對(duì)北方海洋的熱度傳輸帶來深遠(yuǎn)的影響,,因此就會(huì)對(duì)歐洲和北大西洋的氣候帶來一定影響?! 〕梢颉 ?/p>
1.信風(fēng)所引起的赤道海流在大西洋西側(cè)積聚海水,,使加勒比海、墨西哥灣水位抬高所致,;
2.注入墨西哥灣的大河流(如密西西比河)將大量河水排入,,引起水位抬高所致;
3.高緯度海域與低緯度海域的巨大水團(tuán)的密度差引起,。
9. 海洋環(huán)流系統(tǒng)
哈得來環(huán)流是指北極地區(qū)的大氣環(huán)流系統(tǒng),,它通常在冬季時(shí)形成,它在北極圈地區(qū)形成了一個(gè)穩(wěn)定的低壓區(qū)域,,將高緯度的冷空氣與低緯度的暖濕空氣分隔開來,。由于全球氣候變化造成北極地區(qū)的冰蓋減少,海洋表面溫度升高,,導(dǎo)致哈得來環(huán)流受到影響而加強(qiáng),。加強(qiáng)的哈德利環(huán)流將導(dǎo)致空氣下沉,減少了北極地區(qū)的降水和云量,。這會(huì)進(jìn)一步加速冰蓋的融化,,從而形成一個(gè)正反饋循環(huán)。同時(shí),,加強(qiáng)的哈德利環(huán)流也會(huì)導(dǎo)致環(huán)流圈向北縮小,,使得其邊界更接近極地的地區(qū),這樣就會(huì)更加劇烈地影響北極地區(qū)的氣候和生態(tài)系統(tǒng),。因此,哈得來環(huán)流的加強(qiáng)和環(huán)流圈的收縮是彼此關(guān)聯(lián)的,,都是因?yàn)槿驓夂蜃兓挠绊懏a(chǎn)生的,。
10. 海洋環(huán)流對(duì)海洋環(huán)境的影響
由于海洋和陸地的比熱容不同,因此,,海陸分布使得大氣環(huán)流當(dāng)中的副熱帶高氣壓帶和副極地低壓帶不是呈帶狀分布,,而是被切斷成塊狀分布;還由于海陸的相間分布,,使得大陸和海洋之間形成了隨著季節(jié)的改變,,風(fēng)向發(fā)生變化的季風(fēng),季風(fēng)也是大氣環(huán)流的一種特殊形式,。