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第四节 洋流(7)

时间:2010-01-29 03:12 来源:地理教师网 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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  (二)水团的变性

  水团按其理化性质的差异,可分为暖水团和冷水团。暖水团是由水温较高、盐度和透明度较大、有机质较少、含氧量较低、养分含量较少的水体构成的;冷水团是由水温较低、盐度和透明度较小、有机质含量较多、含氧量较高、营养成份丰富的水体构成的。水团按理化特性在垂直空间分布的差异,又可分为:表层水团、次表层水团、中层水团、深层水团和底层水团。

  在海洋表层,由于长期受到当地的气象状况和海流影响,在一个比较小的范围内,也可以形成水团。但因那里的气象状况和海流性质的变化,使表层水团的特性呈现较大的季节性变化。反之,表层以下的水团,其性质则较为稳定。

  水团性质虽较均一,但在空间上也有变化。每个水团都有一部分水体特性最为明显,这一部分水体称为水团的核心。例如,冷水团中,水温分布也不是均匀的,其中水温最低的那部分水体,就是冷水团的核心。水团核心特征值的高低,反映了全部水团的特征。水团核心位置的变化,往往标志水团的迁移。水团的强度是水团体积和主要特征值的大小。

  水团的边界,就是水团与水团间的交界面(或交界区),实际上是水团间的过渡带或混合区,在海洋学上称为锋。锋面两侧的海水在理化特性上截然不同。锋区附近海水混合强烈,两种水团带来的营养盐类丰富,浮游生物多,因而引来大量的鱼群,往往成为著名的渔场。

  大洋中存在着5个基本的水层,每一个基本水层中,又可分成几种不同的水团。

  四、中尺度涡

  上述大洋环流分布只是一种平均情况,所谓相对稳定的海流系统。实际上,海洋千变万化,海流亦时刻变化着,不仅流轴是这样,每一点的流速和方向也是这样。下面简述近代提出的一种不稳定流,即中尺度涡。

  经典的风成大洋环流理论,较好地解释了大洋表层环流的基本特点,并认为:在组成各环流体系的海流流动范围内,海水流动速度较快,属于海洋的强流区;而在各环流中心,则流速不超过1厘米/秒的弱流区。此外,由于观测技术的限制,在本世纪60年代以前,一直认为海洋深处的流速是微不足道的,有人甚至认为不应当用“流”这个概念。然而,70年代以来,海洋水文物理学方面一个引人注目的重大进展,就是发现海洋中存在着许多中尺度涡旋。这些中尺度涡旋不仅存在于强流区洋流的两侧,而且在环流中部的弱流区、在几千米的深海处,都有中尺度涡旋的踪迹。中尺度涡旋的发现,使经典的大洋漂流理论受到冲击,对大洋环流模式以及许多海洋现象,以前是用风成漂流理论解释的,现在看来有重新考虑和修改的必要。

  中尺度涡旋是指海洋中直径约有100—300公里,寿命约为2—10个月的涡旋。它比肉眼可见的涡旋大得多,寿命也长久得多;但比一年四季都存在的海洋大环流又小得多,寿命也短得多,因此称之为中尺度涡旋。

  中尺度涡旋非常类似于大气中的气旋和反气旋,所以也称为天气式海洋涡旋。按其自转方向和温度结构,可分为两种类型:一种是气旋式涡旋(在北半球为逆时针旋转),其中心海水自下向上运动,使海面升高,将下层冷水带到上层较暖的水中,使涡旋内部的水温比周围海水低,又称冷涡旋。另一种是反气旋式涡旅(在北半球为顺时针旋转),其中心海水自上向下运动,使海面下降,携带上层的暖水进入下层冷水中,涡旋内部水温比周围水温高,又称暖涡旋。

  中尺度涡旋在世界各大洋中都有发现,但是,绝大部分发生在北大西洋海域,特别是所谓“魔鬼三角”的百慕大三角区一带就发现了4个涡旋。在墨西哥湾海区平均每年有5—8个涡旋。在太平洋西北部海域,从1957—1973年的17年间,发现157个反气旋式涡旋。

  中尺度涡旋不但分布广,而且具有巨大能量。有人估算,它占有世界大洋动能的90%以上。如此巨大的能量是从哪里来的?海洋学家有种种解释,但目前还都不够成熟,有待于深入研究的难题。但是巨大能量所造成的景象是可观测到的。例如,在冷旋涡中心,有时水体能上升到几百米高,象一座急速旋转的海上大水山。巨大的能量能够产生强大的动力,涡旋自产生之时起就在不停地运动。
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