海洋探密：风海流的形成与特点

很久很久以前，美国旧金山市有一个童工，他在海滨浴场拾到一只瓶子，其中有张纸条写着“我的遗嘱：将我的遗产平分给拾到瓶子的走运人和我的保护人巴里·科辛。”这是哪里来的东西呢？经调查得知，写遗嘱的人是英国一个拥有12亿美元财产的资本家，瓶子从英国怎么会漂洋过海到达美国呢？

一百多年前，美国探险船“珍尼特”号探险北冰洋，刚出白令海峡就遭冰块挟持，漂流到东西伯利亚海上，最后被压碎。船员有的葬身海底，有的到了西伯利亚岸边。但奇怪得很，“珍尼特”号破碎的残物和船上生活用品，却漂到几千里以外，出现在大西洋格陵兰岸边的冰块上，这又是怎么一回事呢？

大洋中新形成的岛屿，开始时无任何生命迹象，但是过了几年，岛上草木繁盛，并出现蛇、蜥蜴等动物，这些生物是从哪儿来的呢？天上掉下来的吗？

美国海洋学家富兰克林也碰到了一个难题：美国轮船横越大西洋，通常比英国轮船穿过大西洋快两个星期，这是什么道理呢？

原来海洋中有条条“大河”，它们比长江、黄河还要大。“珍尼特”号的残物是一条自东向西的“河流”把它从太平洋带过北冰洋，到达大西洋北部的；岛上的生命是因为“河流”从遥远的地方带来了植物种子，动物幼卵，使它们在岛上生根、开花和繁殖后代。至于美国轮船航行快是因为船长利用了时速为4.8公里的“河流”的缘故。

这种河流跟陆上河流一样，沿着一条比较固定的路线流动着，长度有几千公里，甚至上万公里的；宽度从几公里到几百公里，深度从几百米到上千米；流速一般是每小时几公里，快的达到八、九公里，越深流速越慢。人们不禁要问，这么大的河流怎么看不到呢？原来，陆上的河流有河岸做参照物，人们一眼就能看到了。但海洋“河流”的岸边仍是海水，所以用眼就不容易看到。这种河流处于海洋中，故把它叫做海流或洋流。

那么，海洋中的海流又是怎样形成的呢？它是风吹拂海面引起的。风对海面的摩擦力，以及风对海浪迎风面所施加的压力，迫使海水向前移动，从而形成了风海流。表面海水在风力作用下，沿着风的方向流动，紧靠着表面的下层海水也将一起流动。不过，由于地球自转偏向力和摩擦力的作用，流动方向会产生偏向。在北半球，表面的流向偏于风向右面45°。从表面往下，由于继续受到摩擦力和地转偏向力的作用，其流向与表面风向之间的偏夹角越来越大，到了某一深度，其流向终将与表面流向相反。海流的速度，则随着深度的加大而减小，在流向刚好与表面流相反的深度上，其速度只有表面流速的1/23左右。这一深度作为风海流的底边界，再向下就没有风海流了。一般说来，风海流所能涉及的深度是不大的，大约200～300米左右，这个深度和大洋整个深度比起来，只能算是很薄的水层。

不过200米以内的浅海风海流，由于海岸、海底的摩擦作用，表面流向与风向的夹角很小，而且随深度的变化比较缓慢。海的深度愈浅，偏角愈小，在深度很小的海区内，风海流的方向几乎与风向一致。

既然风可以形成海流，那么地球上风的情况如何呢？

由于地球上各地气温高低不同，这样就形成了各种气压带。在赤道和低纬度地区，气温高、空气受热膨胀上升，这样就形成了赤道低气压带；而两极地区的气温低、寒冷而稍重的空气下沉，形成了极地高气压带。同样，地球上还有副热带高气压带、副极地低气压带。它们之间相互流动构成了一个环，由于受地球自转偏向力的影响，形成了赤道无风带、信风带、西风带和极地东风带。

在赤道附近到大约南北纬5°之间的地区，太阳终年直射或近于直射，气温高，空气膨胀上升，地面出现了赤道低气压带。这里空气平流作用微弱，风力极小，形成赤道无风带。赤道空气膨胀上升了，其高空气压高于附近上空气压，于是向两边流动。由于地转偏向力的影响，到了南北纬30°附近，气流不再前进而发生大量堆积与下沉，形成了副热带高气压带。这里空气又分向南北两边流动，流向赤道低压带的气流在地球自转偏向力的影响下，北半球的北风向右偏转成东北信风，南半球的南风向左偏转成东南信风，两种信风所在地就形成信风带；流向副极地低气压带的气流，由于地球自转偏向力的影响，北半球与南半球的北风到了纬度40°～60°之间都偏转成西风，这个地区形成西风带。南北两极附近所得到的太阳辐射能特别少，那里的气温特别低，空气密度很大，因而形成了极地高气压带，从这里吹向副极地低气压带的风，受到地球自转偏向力的影响，都偏转成极地东风，形成极地东风带。

既然风有流向——定向风，自然要推着海水跑起来了——定向流。但是却不要忘记“地球自转偏向力”，海水一旦被风推动，开始流动，这个力就起作用了，它总是把海流扭转，在北半球偏到风向的右方，在南半球偏到风向的左方。北半球的东北信风和南半球的东南信风，把海水推动起来造成宽达几百公里的南北赤道暖流，在赤道无风带，夹在南北赤道暖流之间的是一条窄小的赤道逆流。

在菲律宾附近，北赤道暖流北上形成世界闻名的“黑潮”。这股势力强大的暖流，给亚洲东岸带来丰富的雨水、温暖的空气和肥美的鱼虾。由于地球自转偏向力的影响，“黑潮”到达日本群岛东南之后，约在北纬40°～50°的水域进入西风带。西风迫使它向东流动，形成西风漂流或北太平洋海流。当它碰到北美大陆时，分出一股“小部队”北上，而“主力部队”则顺势南下。由于已经在西风漂流阶段失去了热量，使它成为一股“寒流”——“加利福尼亚寒流”，补偿了北赤道暖流带走的海水，同时又与北赤道暖流衔接起来，这样，就构成了北太平洋顺时针方向的环流。

却说那支北上的“小部队”，向北绕到阿留申群岛，一直把温暖的海水送给北冰洋。这时，在北极极地东风的推动下，一个逆时针方向的海流在北冰洋里转动着，形成北太平洋寒流。碰上亚洲陆地后，沿堪察加半岛南下，成为亲潮或千岛寒流。亲潮南下不断地把冷海水从北冰洋带入太平洋。由于它的水温低，密度大，在与西风漂流相遇时，一部分潜入西风漂流之下，另一部分跟随西风漂流向东流，因而在高纬和极地附近，形成一个水温较低的冷水环流系统。

同样道理，在南太平洋里，有南赤道暖流、澳大利亚暖流、秘鲁寒流和西风漂流构成的反时针方向的温水环流系统。(www.xing528.com)

风吹在海上推动着表层海水流动，但并不是那里的海水上下一齐以同样的速度流动。不难想象越向深处，风的作用就越小，风海流的流速随着深度的增加而减小，在摩擦力和地转偏向力的影响下，海流的流向和风向的夹角越往深处越大，在一定的深度就出现相反的流向。

风把一个地方的海水带走了，邻近的海水就要来补充，这种为了补偿流失而流来的大量海水，就是“补偿流”。补偿流可以是水平流动，也可能是深层海水的上升运动——上升流。

上升流来自100～300米的深度上，上升的速度非常缓慢。速度虽小，但其作用却不可低估。它源源不断地把营养盐输向表层，使得海水格外肥沃。据调查上升流地区的生产力比大洋的其他海区高得多。高生产力导致浮游生物大量繁殖，又为鱼类提供了丰富的饵料，所以上升流区也是重要的渔场。例如秘鲁渔场，就是处在上升流区，因此，形成了一个世界第一大渔场，每年能捕到1100万吨鱼。

由于某一海区的增水，或者是下雨，或者是大量的河水注入，这里的水面就会增高些。“水往低处流”，就会产生“倾斜流”。气压的变化也会使得海面倾斜，气压高的海区，海面会低一些，这样气压低的海区里的海水就要向低处流动了。

海洋里海水的密度各地不同，上下有别。密度大的海区里海水要比密度小的海区里海水低一点，海水就会从密度小的海区向密度大的海区里流动了。由于密度水平差异而产生的海流，称为“密度流”。

当海水涨潮时，会出现涨潮流，落潮时又会出现落潮流。它们来回方向相反，流速也不同，这叫“潮流。”它们在海流的家族里也占着一定重要位置。因为潮汐总是涨了又落，落了又涨，因而潮流具有周期性，特别是在浅海近岸处，潮流的影响就更明显。

这里我们特别要提一下，印度洋里海流的情况。印度洋北部面积小，不利于环流的发展。另外，印度洋是世界上季风最显著的地区，夏季盛行西南季风，海水运动趋势呈东西——东北方向，形成西南季风流。冬季盛行东北季风，在东北季风的作用下，海水向西和西南方向流动，称为东北季风流。中国古代航海家在远航南亚、西亚和东非时总是选择在冬春出航，夏秋返航，就是为了利用北印度洋海流的这一规律性。南印度洋在南纬10°以南与大西洋、太平洋南部相似，形成了反时针方向的大洋环流系统。

总之，海流可以说有这样几种：风海流、补偿流、倾斜流、密度流、潮流，从它们的温度上可分为寒流和暖流。暖寒流交汇的水域可形成渔场，例如北大西洋的暖流和北冰洋南下的寒流交汇的海域，从北海、挪威海一直延伸到斯匹次卑尔根群岛的海流，形成了北大西洋渔场，即北海渔场。这里盛产鳕鱼、鲱鱼、鲑鱼和虹鳟鱼。

这里，湾流值得单独说一说，它是北大西洋西部最强大的暖流，势力强盛，每小时有高达8公里的速度，宽度110～120公里，最大深度可达800米，所挟水量每分钟有40亿吨之多，千倍于密西西比河的流量，表层水温约27℃，温度向北递减。

湾流像条巨大的、永不停息的暖水管，以巨大的热量温暖着所流经地区的空气。西欧和北欧沿海地区，在它的温暖下成为暖湿的海洋性气候。据估计，湾流每年供给北欧一厘米长海岸线的热量，大约相当于600吨煤的热量。这些热量使欧洲西北部的气候温和，在冬季最冷的月份，那里的平均气温也要比同纬度其他地区的平均气温高出16～20℃。在欧洲北冰洋沿岸，即使亚寒带地区的港湾也能保持终年不冻，前苏联摩尔曼斯克一月平均气温在11℃以上，就是湾流的功劳。

海流的运动是相当复杂的，即使在同一海域里，也并不是只有一种海流存在，而是好几种海流同时存在。此外，又受沿海陆地和岛屿的阻隔、海底地形的起伏、气象变化等因素的影响，这样就构成了同一海域海流的多样性。但是在一定的时间、空间里总有占主导地位的海流。为了了解它们的状况，就需要作详尽的观测，绘制出海流图来。

这里所说的海流图只是海洋表层的海流情况，那么在几千米的深处是否也存在海流？经过多次海洋调查，人们逐渐认识到，在表层流之下，也存在着多层次的海流。它们是由海水密度不同引起的。比如说南极水域、亚热带水域。由于这个海区的降水量大大地超过蒸发量，所以底层水有明显的低盐特征，虽然这里的盐度很低，但是温度也比较低，因而比表层水有更大的密度，所以它在表层水之下形成了中层流。大西洋挪威海海水下沉形成了深层流，南极威德尔海的海水下沉形成了底层流。

当然底层海流流动是很慢的，有人估计，南极底层水流到赤道就要花1500年，而大洋表层流循环一周只需一年时间。